【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 又對(duì)軸承負(fù)荷分配影響較大。 經(jīng)統(tǒng)計(jì)：散貨船多用的大側(cè)斜螺旋槳。本船采用的大側(cè)斜螺旋槳直徑D=5米，重為8噸，其重要特征是振動(dòng)，噪聲小。軸選用:45鋼回火 毛坯直徑＞300～500mm，硬度:162～217 抗拉強(qiáng)度:=560屈服點(diǎn):=280 彎曲疲勞極限:=225，扭轉(zhuǎn)疲勞極限:=130 許用靜應(yīng)力：224N，需用疲勞應(yīng)力：156～173N 安全系數(shù):k= 軸徑的估算 按有關(guān)規(guī)范確定傳動(dòng)軸基本軸徑傳動(dòng)軸的基本軸徑必須嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)范確定。規(guī)范提出的軸徑計(jì)算公式是考慮了軸的正常負(fù)荷以及上述航行中可能遇到的種種外來因素，并分析總結(jié)了國(guó)內(nèi)外軸系發(fā)生故障的原因后提出的經(jīng)驗(yàn)公式，具有合適的安全系數(shù)，只要不發(fā)生強(qiáng)烈的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和橫向振動(dòng)，按它計(jì)算的軸段，一般不會(huì)發(fā)生斷軸等強(qiáng)度事故。由于螺旋槳軸、推力軸、中間軸受力情況各有差異，故按規(guī)范計(jì)算的軸徑是不同的。尾軸最小直徑的計(jì)算=A 式中：D—尾軸最小直徑，mmN—軸傳遞的最大功率，kWN —最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速，rpmA —系數(shù)，對(duì)柴油機(jī)推進(jìn)的船，A=60—軸材料的系數(shù)，按下式計(jì)算：式中：—材料屈服強(qiáng)度MPa計(jì)算得：=中間軸的直徑由尾軸直徑估算：D=D==（mm）計(jì)算工況一般按規(guī)定主機(jī)最大功率時(shí)工況進(jìn)行計(jì)算計(jì)算部位軸系上最靠近螺旋槳的軸承支承點(diǎn)處和軸系上所有變截面處（包括法蘭圓角，鍵槽等處）均應(yīng)作應(yīng)力分析和強(qiáng)度校核計(jì)算。根據(jù)應(yīng)力分析，選擇幾個(gè)應(yīng)力較大的“危險(xiǎn)截面”進(jìn)行校核。應(yīng)力計(jì)算和合成應(yīng)分別計(jì)算平均應(yīng)力和交變應(yīng)力，平均應(yīng)力是平均應(yīng)力引起的平均扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和推力引起的壓縮應(yīng)力的和應(yīng)力，交變扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和變矩（包括推理偏心引起的彎矩）引起的彎矩應(yīng)力的和應(yīng)力。各交變應(yīng)力必須單獨(dú)乘以相應(yīng)的應(yīng)力集中系數(shù)。平均設(shè)計(jì)扭矩平均設(shè)計(jì)扭矩應(yīng)按照最大功率時(shí)的扭矩再加一個(gè)附加扭矩進(jìn)行計(jì)算。這一附加扭矩是船轉(zhuǎn)向時(shí)迫使（螺旋槳）降速而產(chǎn)生的附加扭矩隨推進(jìn)裝置的形式不同而不同。——帶齒輪箱的柴油機(jī)推進(jìn)裝置，附加扭矩為最大功率扭矩的10%——柴油機(jī)—電力（交流）推進(jìn)裝置，附加扭矩為最大值公率扭矩的10%——其他形式的推進(jìn)裝置，附加扭矩為最大功率扭矩20%彎曲應(yīng)力彎曲應(yīng)力應(yīng)根據(jù)重力彎矩，校中安裝附加彎矩和偏心彎矩形成的復(fù)合彎矩進(jìn)行計(jì)算。i重力彎矩艉托架軸承支點(diǎn)處的重力彎矩是由螺旋槳和該支點(diǎn)后軸段及螺旋槳固定螺母等的懸臂重量所引起的。軸系上其余各點(diǎn)的重力彎矩應(yīng)根據(jù)軸系校中分析計(jì)算選各種使用狀態(tài)下的最大彎矩值。初步設(shè)計(jì)時(shí)，在沒有軸系校中分析計(jì)算資料的情況下，可根據(jù)直線對(duì)中，按連續(xù)兩求取個(gè)支點(diǎn)的重力矩值ii校中安裝附加彎矩舷內(nèi)軸系要考慮校中安裝附加彎矩，重力彎矩所得彎矩應(yīng)力加上一個(gè)附加彎矩應(yīng)力。此附加彎矩應(yīng)力一般取20對(duì)推力軸一般取15iii偏心彎矩假定尾軸個(gè)支點(diǎn)處偏心彎矩相等為定值，舷內(nèi)軸系個(gè)支點(diǎn)處的偏心扭矩為零 見表（）軸類別水面艦艇潛艇有尾軸架支承無尾軸架支承單軸多軸螺旋槳軸，尾軸M2M0M中間軸，推力軸0000軸系各支承點(diǎn)的位置尾軸承的位置及間距單軸系船舶，螺旋槳軸一般采用兩道尾軸承支承。對(duì)于尾軸管較短的大型船舶，在尾軸中可以只設(shè)置一道后尾軸承，而在尾管前加設(shè)一道中間軸承（相當(dāng)于前尾軸承），以支承螺旋槳軸。多軸系船舶尾軸承數(shù)目視船體尾型不同而異，對(duì)具有尾軸架的船舶，除尾軸管中設(shè)置尾軸承外，最末一道軸承設(shè)在尾軸架內(nèi)。中間軸承的位置及間距中間軸承應(yīng)設(shè)置在船體結(jié)構(gòu)剛性較好變形較小的部位，如隔艙壁附近或強(qiáng)肋板處。對(duì)于小型船舶可以直接將軸承設(shè)置在隔艙壁上。單軸系船舶，尾管內(nèi)設(shè)有尾軸承。對(duì)于多軸系船舶，一般設(shè)有尾軸架，除尾管內(nèi)設(shè)尾軸承外，在尾軸架內(nèi)應(yīng)設(shè)置軸承。故本船設(shè)計(jì)為，最靠近螺旋槳的軸承支承點(diǎn)的位置，由軸承后端向前取一倍軸徑或四分之一軸承長(zhǎng)度這兩者之中之大值作為支承點(diǎn)，其他軸承均取軸承的中點(diǎn)作為支承點(diǎn)。交變扭轉(zhuǎn)應(yīng)力對(duì)柴油機(jī)來說，（—軸材料的抗拉強(qiáng)度 ）應(yīng)力集中系數(shù)見圖（）圖（）法蘭盤處扭轉(zhuǎn)應(yīng)力集中系數(shù)法蘭盤處彎曲應(yīng)力集中系數(shù)軸系強(qiáng)度計(jì)算中安全系數(shù)見表（）軸類別許用安全系數(shù)水面艦船（破冰船除外）破冰船潛艇單軸多軸螺旋槳軸尾軸中間軸推力軸需用設(shè)計(jì)應(yīng)力軸表面彎曲應(yīng)力（計(jì)入應(yīng)力集中系數(shù)）應(yīng)不超過41由于實(shí)船軸系受力的復(fù)雜性，目前國(guó)內(nèi)外主要依靠規(guī)范的經(jīng)驗(yàn)公式確定的軸徑，還需進(jìn)行強(qiáng)度校核。強(qiáng)度校核的方法有兩種，一是在初步設(shè)計(jì)階段，根據(jù)有關(guān)規(guī)范給定的經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)中間軸、螺旋槳軸等進(jìn)行初步校核；二是在詳細(xì)設(shè)計(jì)完成后，進(jìn)行校中計(jì)算，確定整個(gè)軸系各截面的狀態(tài)參數(shù)(剪力、彎矩、撓度、轉(zhuǎn)角)；同時(shí)，通過扭轉(zhuǎn)振動(dòng)計(jì)算，確定軸段的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力；然后，利用工程力學(xué)中的強(qiáng)度計(jì)算理論進(jìn)行合成應(yīng)力計(jì)算，確定軸系的安全系數(shù)，進(jìn)行許用判斷，完成軸系校核。值得注意的是，在軸系強(qiáng)度校核中，許用安全系數(shù)一般由經(jīng)驗(yàn)來確定，選擇時(shí)應(yīng)注意以下問題。1)軸的負(fù)荷情況。尾軸工作條件較中間軸差，安全系數(shù)應(yīng)取得大一些；對(duì)剛性傳動(dòng)的軸系，由于受到發(fā)動(dòng)機(jī)交變轉(zhuǎn)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)的軸系大一些。2)材料性質(zhì)及加工和裝配質(zhì)量。如選用合金鋼，其安全系數(shù)較碳鋼為高，因?yàn)榍罢邔?duì)各種形式的凹槽、表面?zhèn)酆洼S徑的突變較敏感，應(yīng)力集中系數(shù)較高；若制造與裝配不易達(dá)到要求，安全系數(shù)也應(yīng)取大一些。有時(shí)，在有些情況下，尚需進(jìn)行軸系壓桿穩(wěn)定性校核，因?yàn)檩S系在承受軸向壓力時(shí)，可能會(huì)喪失穩(wěn)定性而導(dǎo)致彎曲破壞，特別是柔性軸。軸的力學(xué)分析a =1332mmb =c =1915mmT= FL=L=