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1、第一章船舶軸系及傳動裝置設計第3節(jié)傳動軸的組成與設計,傳動軸的組成 傳動軸的材料 傳動軸的計算 傳動軸的強度校核,第一章船舶軸系及傳動裝置設計第3節(jié)傳動軸的組成與設計,傳動軸的組成 傳動軸主要由螺旋槳軸、尾軸、中間軸和推力軸組成 軸段的數(shù)目和配置主要決定于船形、動力裝置類型和機艙的位置,第一章船舶軸系及傳動裝置設計第3節(jié)傳動軸的組成與設計,傳動軸的組成,第一章船舶軸系及傳動裝置設計第3節(jié)傳動軸的組成與設計,傳動軸的組成 螺旋槳軸和尾軸 螺旋槳軸的尾部結(jié)構(gòu) 螺旋槳軸的尾部是供安裝螺旋槳所用，并傳遞和承受以下的負荷： 錐形部分用來承受正車推力 倒車推力由固定螺母來承受 主機的轉(zhuǎn)矩則靠其鍵槽中所裝的

2、鍵或者液壓安裝螺旋槳過盈配合錐面的摩擦力傳給螺旋槳 槳軸最末端的導流罩(也稱減阻帽)：為減少槳后面的渦流損失以及保持軸末端的水密性而設置,第一章船舶軸系及傳動裝置設計第3節(jié)傳動軸的組成與設計,傳動軸的組成 螺旋槳軸和尾軸 軸干與軸頸 裝有軸套或直接與尾軸承接觸處稱軸頸 軸頸之間的中間最細的部分為軸干 軸套和軸干保護層 軸套是套在尾軸軸頸上的金屬圓筒，用來防止軸頸的擦傷和腐蝕 采用水潤滑軸承的海船尾軸軸頸上裝有軸套(紅套，過盈配合) 軸干上包有玻璃鋼包覆層,第一章船舶軸系及傳動裝置設計第3節(jié)傳動軸的組成與設計,傳動軸的組成 推力軸和中間軸 推力軸 帶整鍛式法蘭的中間軸 在船舶軸系中，除用滾動式推

3、力軸承的推力軸外，一般推力軸上均設有整鍛式法蘭、設有專門的推力環(huán),第一章船舶軸系及傳動裝置設計第3節(jié)傳動軸的組成與設計,傳動軸的組成 推力軸和中間軸 推力軸,,第一章船舶軸系及傳動裝置設計第3節(jié)傳動軸的組成與設計,傳動軸的組成 推力軸和中間軸 中間軸 中間軸一般設在尾軸與推力軸之間，也有的在柴油機的飛輪輸出端設置一根中間短軸及軸承，用以分擔重量，調(diào)整曲軸的拐擋差，使之滿足規(guī)范的要求,第一章船舶軸系及傳動裝置設計第3節(jié)傳動軸的組成與設計,傳動軸的組成 推力軸和中間軸 中間軸 中間軸兩端的連接件不同，主要有兩種類型： 帶整鍛式法蘭的中間軸。目前，大、中型船舶上采用這種中間軸。它具有重量輕、尺寸小、

4、安裝方便等優(yōu)點，但需要有鍛壓設備進行加工。其法蘭也可采用焊接結(jié)構(gòu)。 兩端為錐體的中間軸。一般用于小型船舶或采用滾動式中間軸承的船舶。由于聯(lián)軸器可拆，其重量加重、尺寸加大。,第一章船舶軸系及傳動裝置設計第3節(jié)傳動軸的組成與設計,傳動軸的材料 船舶軸系的中間軸、推力軸、尾軸與螺旋槳軸等為鍛鋼部件。 民用船舶廣泛采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼鍛制。其中最普遍選用35號鋼 艦艇及少數(shù)快速客船為減輕軸系重量，采用合金鋼 小型海船，為了避免海水的腐蝕，常采用不銹鋼軸(用于水潤滑的軸系)。 作為傳動軸材料的鍛鋼件，其化學成分、抗拉能力、耐沖擊性能、低倍組織檢查和高倍金相分析等必須符合“海規(guī)”與“河規(guī)”的要求。,第一章船舶軸

5、系及傳動裝置設計第3節(jié)傳動軸的組成與設計,傳動軸的計算 船舶軸系設計時，其直徑一般都是按我國的相應“船規(guī)”進行計算，然后作強度校核 對于鋼質(zhì)海船，根據(jù)鋼質(zhì)海船入級與建造規(guī)范，各段軸的直徑d應不小于按下式計算的值： Peb軸傳遞的最大持續(xù)功率(kW) neb軸傳遞Peb時的轉(zhuǎn)速(r/min) eb軸材料的最小抗拉強度；C適用系數(shù),第一章船舶軸系及傳動裝置設計第3節(jié)傳動軸的組成與設計,傳動軸的強度校核 由主機扭矩引起的剪應力 MK主機最大功率時平均扭矩 WW軸的抗扭截面模數(shù) M軸的中孔系數(shù)，實心軸m=0 dz軸的最小直徑 d0中孔直徑。,第一章船舶軸系及傳動裝置設計第3節(jié)傳動軸的組成與設計,傳動

6、軸的強度校核 由螺旋槳推力產(chǎn)生的壓縮應力 T螺旋槳推力 FW軸的截面積(cm),第一章船舶軸系及傳動裝置設計第3節(jié)傳動軸的組成與設計,傳動軸的強度校核 軸段本身質(zhì)量及法蘭、螺旋槳等集中載荷以及曲線安裝偏移量引起的彎曲應力 MW由軸系校中計算求得的最大彎矩 WZW軸的抗彎截面模數(shù) M軸的中孔系數(shù)，實心軸m = 0 dz軸的最小直徑 d0中孔直徑,第一章船舶軸系及傳動裝置設計第3節(jié)傳動軸的組成與設計,傳動軸的強度校核 由安裝誤差引起的彎曲應力 合成應力,第一章船舶軸系及傳動裝置設計第3節(jié)傳動軸的組成與設計,傳動軸的強度校核 安全系數(shù) 傳動軸的靜強度校核計算結(jié)果應符合下式要求 s材料屈服極限 p靜強

7、度計算的合成應力 K許用安全系數(shù),第一章船舶軸系及傳動裝置設計第3節(jié)傳動軸的組成與設計,傳動軸的強度校核 安全系數(shù) 許用安全系數(shù)一般由經(jīng)驗來確定，選擇時應考慮以下原則： 軸的負荷情況 尾軸工作條件較中間軸為差，受力復雜、與海水接觸，安全系數(shù)應取大些 對剛性傳動軸系，由于受到發(fā)動機交變扭矩負荷，材料易發(fā)生疲勞，故其安全系數(shù)也應取得比柔性傳動的軸大一些,第一章船舶軸系及傳動裝置設計第3節(jié)傳動軸的組成與設計,傳動軸的強度校核 安全系數(shù) 許用安全系數(shù)一般由經(jīng)驗來確定，選擇時應考慮以下原則： 材料性質(zhì)及加工、裝配質(zhì)量 合金鋼材料，對各變化與突變敏感，應力集中系數(shù)高，安全系數(shù)取大值 軍用船舶軸系的工作條件比商船有利，一般計算軸徑時，是按最大負荷做計算依據(jù)，實際上在輕負荷下航行較多，故為了減輕軸的重量采用較高的許用應力和較低的安全系數(shù),第一章船舶軸系及傳動裝置設計第3節(jié)傳動軸的組成與設計,傳動軸的強度校核 轉(zhuǎn)矩作用下的軸扭轉(zhuǎn)角度的校核計算 在主機轉(zhuǎn)動作用下，傳動軸所發(fā)生的扭轉(zhuǎn)彈性變形可按下式求出： Mt軸所受的最大轉(zhuǎn)矩(Ncm)；G剪切彈性模數(shù)(N/cm2)，對鋼G=7.938106N/cm2；Ip截面慣性矩(cm4)。要求,