船舶轴系强度计算

2026/1/27 12:49:21

W=

?d332=

??0.09332=7.1569?10?5 m

所以螺旋桨及螺旋桨轴自重产生的弯曲应力为: ?W=

ME779.3==10.89 MPa ?5W7.1569?10(2). 螺旋桨推车产生的拉、压应力: F ?y?

A其中: A—螺旋桨轴的横截面积,m2;

F—螺旋桨的推力,N;

且 F=1944?Pe??, N v式中: Pe—主机的最大功率,kw; v—船的航速,kn; ?—螺旋桨的推进效率; 对于推船和拖船: ?=0.3~0.55 对于客船和客货船: ?=0.6~0.78 对于快速客船和小艇: ?=0.55~0.70 此处取?=0.6,代入数据得: F=1944? A=

296?0.6=2.78?104 N 12.42?d24???0.0924=6.362?10?3 m2

F2.78?104 ?y?==4.37 MPa

A6.362?10?3(3).主机扭矩引起的剪应力:

螺旋桨轴承受着主机传递来得扭矩,所以它所受的剪切应力为: ??Mn Wn式中: Mn—主机输出的扭矩,N·m;

Wn—螺旋桨轴的抗扭截面模量,m3; 且 Mn=9549?Nk, N·m; n式中: Nk—主机输出的持续功率,kw; n—主机的额定转速,r/min;

296所以 Mn=9549?=1570.3 N·m

1800又 Wn=

?d316???0.09316?1.43?10?4 m3

故主机扭矩引起的剪应力为: ??(4).合成应力: ?H? =

Mn1570.3==10.97 MPa ?4Wn1.43?10??W??y??3?2

2?10.89?4.37?2?3?10.972

=24.37 MPa (5).安全系数:

根据规范的要求年,传动轴的静强度校核安全系数的计算结果应符合下式要求: 安全系数 K=

?s≥?K? ?H式中: ?s—轴材料的屈服极限, MPa; 对35号优质锻钢, ?s=294 MPa; 所以 K=

294=12.1 24.37通过查表知: ?K?=2.8~5.8, 所以K>?K?,达到规范要求.

3.9 轴系刚度校核

轴类零件除应满足强度条件外,对其变形还有一定的限制,这种限制条件称为刚度条件。螺旋桨轴受力复杂,而且工作条件极其恶劣,为了保证船舶的安全运行,必须对螺旋桨轴的刚度进行校核。工程中常用单位长度内的扭转角?来表示扭转变形的程度。

在主机转动作用下,传动轴所发生的扭转变形的角度为: ??Mn rad/m GIP为保证轴的刚度,通常规定?max不应超过规定的允许值???,这样得到扭转的刚度条件为:

?max=

将?的单位换算成o/m得: ?max=

Mnmax≤??? GIPMnmax180?≤??? ?GIP式中: Mnmax—轴所受的最大转矩,N·m;

G—剪切弹性模量, N/m2;(对于钢G=79.38?109N/m2); IP—横截面极惯性矩,m4; IP=

?d432=

??0.09432=6.44?10?6 m4

???—许用最大扭转角o/m;

对于大型舰船取0.45o/m,对于一般小船取2.5 o/m;

代入数据,得:

1570.3?180 ?max==0.18 o/m﹤???=2.5 o/m

79.38?109?6.44?10?6??所以螺旋桨的刚度符合条件。


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