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船舶傳動(dòng)軸的組成與校核

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船舶傳動(dòng)軸的組成與校核

第一章船舶軸系及傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)第3節(jié)傳動(dòng)軸的組成與設(shè)計(jì),傳動(dòng)軸的組成 傳動(dòng)軸的材料 傳動(dòng)軸的計(jì)算 傳動(dòng)軸的強(qiáng)度校核,第一章船舶軸系及傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)第3節(jié)傳動(dòng)軸的組成與設(shè)計(jì),傳動(dòng)軸的組成 傳動(dòng)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(dòng)力裝置類(lèi)型和機(jī)艙的位置,第一章船舶軸系及傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)第3節(jié)傳動(dòng)軸的組成與設(shè)計(jì),傳動(dòng)軸的組成,第一章船舶軸系及傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)第3節(jié)傳動(dòng)軸的組成與設(shè)計(jì),傳動(dòng)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(fù)荷: 錐形部分用來(lái)承受正車(chē)推力 倒車(chē)推力由固定螺母來(lái)承受 主機(jī)的轉(zhuǎn)矩則靠其鍵槽中所裝的鍵或者液壓安裝螺旋槳過(guò)盈配合錐面的摩擦力傳給螺旋槳 槳軸最末端的導(dǎo)流罩(也稱(chēng)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(shè)置,第一章船舶軸系及傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)第3節(jié)傳動(dòng)軸的組成與設(shè)計(jì),傳動(dòng)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(chēng)軸頸 軸頸之間的中間最細(xì)的部分為軸干 軸套和軸干保護(hù)層 軸套是套在尾軸軸頸上的金屬圓筒,用來(lái)防止軸頸的擦傷和腐蝕 采用水潤(rùn)滑軸承的海船尾軸軸頸上裝有軸套(紅套,過(guò)盈配合) 軸干上包有玻璃鋼包覆層,第一章船舶軸系及傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)第3節(jié)傳動(dòng)軸的組成與設(shè)計(jì),傳動(dòng)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(dòng)式推力軸承的推力軸外,一般推力軸上均設(shè)有整鍛式法蘭、設(shè)有專(zhuān)門(mén)的推力環(huán),第一章船舶軸系及傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)第3節(jié)傳動(dòng)軸的組成與設(shè)計(jì),傳動(dòng)軸的組成 推力軸和中間軸 推力軸,第一章船舶軸系及傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)第3節(jié)傳動(dòng)軸的組成與設(shè)計(jì),傳動(dòng)軸的組成 推力軸和中間軸 中間軸 中間軸一般設(shè)在尾軸與推力軸之間,也有的在柴油機(jī)的飛輪輸出端設(shè)置一根中間短軸及軸承,用以分擔(dān)重量,調(diào)整曲軸的拐擋差,使之滿(mǎn)足規(guī)范的要求,第一章船舶軸系及傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)第3節(jié)傳動(dòng)軸的組成與設(shè)計(jì),傳動(dòng)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(lèi)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、安裝方便等優(yōu)點(diǎn),但需要有鍛壓設(shè)備進(jìn)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(dòng)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(dòng)裝置設(shè)計(jì)第3節(jié)傳動(dòng)軸的組成與設(shè)計(jì),傳動(dòng)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(hào)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(rùn)滑的軸系)。 作為傳動(dòng)軸材料的鍛鋼件,其化學(xué)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。,第一章船舶軸系及傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)第3節(jié)傳動(dòng)軸的組成與設(shè)計(jì),傳動(dòng)軸的計(jì)算 船舶軸系設(shè)計(jì)時(shí),其直徑一般都是按我國(guó)的相應(yīng)“船規(guī)”進(jìn)行計(jì)算,然后作強(qiáng)度校核 對(duì)于鋼質(zhì)海船,根據(jù)鋼質(zhì)海船入級(jí)與建造規(guī)范,各段軸的直徑d應(yīng)不小于按下式計(jì)算的值: Peb軸傳遞的最大持續(xù)功率(kW) neb軸傳遞Peb時(shí)的轉(zhuǎn)速(r/min) eb軸材料的最小抗拉強(qiáng)度;C適用系數(shù),第一章船舶軸系及傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)第3節(jié)傳動(dòng)軸的組成與設(shè)計(jì),傳動(dòng)軸的強(qiáng)度校核 由主機(jī)扭矩引起的剪應(yīng)力 MK主機(jī)最大功率時(shí)平均扭矩 WW軸的抗扭截面模數(shù) M軸的中孔系數(shù),實(shí)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(dòng)裝置設(shè)計(jì)第3節(jié)傳動(dòng)軸的組成與設(shè)計(jì),傳動(dòng)軸的強(qiáng)度校核 由螺旋槳推力產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力 T螺旋槳推力 FW軸的截面積(cm),第一章船舶軸系及傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)第3節(jié)傳動(dòng)軸的組成與設(shè)計(jì),傳動(dòng)軸的強(qiáng)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(xiàn)安裝偏移量引起的彎曲應(yīng)力 MW由軸系校中計(jì)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(shí)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(dòng)裝置設(shè)計(jì)第3節(jié)傳動(dòng)軸的組成與設(shè)計(jì),傳動(dòng)軸的強(qiáng)度校核 由安裝誤差引起的彎曲應(yīng)力 合成應(yīng)力,第一章船舶軸系及傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)第3節(jié)傳動(dòng)軸的組成與設(shè)計(jì),傳動(dòng)軸的強(qiáng)度校核 安全系數(shù) 傳動(dòng)軸的靜強(qiáng)度校核計(jì)算結(jié)果應(yīng)符合下式要求 s材料屈服極限 p靜強(qiáng)度計(jì)算的合成應(yīng)力 K許用安全系數(shù),第一章船舶軸系及傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)第3節(jié)傳動(dòng)軸的組成與設(shè)計(jì),傳動(dòng)軸的強(qiáng)度校核 安全系數(shù) 許用安全系數(shù)一般由經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定,選擇時(shí)應(yīng)考慮以下原則: 軸的負(fù)荷情況 尾軸工作條件較中間軸為差,受力復(fù)雜、與海水接觸,安全系數(shù)應(yīng)取大些 對(duì)剛性傳動(dòng)軸系,由于受到發(fā)動(dòng)機(jī)交變扭矩負(fù)荷,材料易發(fā)生疲勞,故其安全系數(shù)也應(yīng)取得比柔性傳動(dòng)的軸大一些,第一章船舶軸系及傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)第3節(jié)傳動(dòng)軸的組成與設(shè)計(jì),傳動(dòng)軸的強(qiáng)度校核 安全系數(shù) 許用安全系數(shù)一般由經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定,選擇時(shí)應(yīng)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(duì)各變化與突變敏感,應(yīng)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(jì)算軸徑時(shí),是按最大負(fù)荷做計(jì)算依據(jù),實(shí)際上在輕負(fù)荷下航行較多,故為了減輕軸的重量采用較高的許用應(yīng)力和較低的安全系數(shù),第一章船舶軸系及傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)第3節(jié)傳動(dòng)軸的組成與設(shè)計(jì),傳動(dòng)軸的強(qiáng)度校核 轉(zhuǎn)矩作用下的軸扭轉(zhuǎn)角度的校核計(jì)算 在主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)作用下,傳動(dòng)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(duì)鋼G=7.938106N/cm2;Ip截面慣性矩(cm4)。要求,

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