轴系强度计算
在推进装置中，从主机（机组）的输出法兰到推进器之间以传动轴为主的整套设备称为轴系。轴系的基本任务是：连接主机（机组）与螺旋桨，将主机发出的功率传递给螺旋桨，同时又将螺旋桨所产生的推力通过推力轴承传给船体，实现推进船舶的使命。
当机舱位置确定，主机布置好后，即可考虑轴系设计和布置。
轴系的布置
传动轴的组成和基本轴径
传动轴一般由螺旋桨轴（尾轴）、中间轴和推力轴，以及将它们相连接的联轴器所组成。本船因其推力轴承已放置在减速齿轮箱中，所以不设推力轴。
而且本船螺旋桨轴不分段制造，最后本船传动轴组成设计成1根中间轴和1根螺旋桨轴。
轴的基本直径d（mm应不小于按下式计算的值（考虑到标准化的要求，各轴轴径一般取不小于计算值的整数）
d 100<^
mm
C中间轴的直轴部分，
d 191.88mm，取200mm作为设计尺寸。
C=对于油润滑的且具有认可型油封装置的，或装有连续轴套（或轴承之间包有适当保护层）的具有键的螺旋桨轴
d 191.88 1.27=mm，设计时取250 mm。
C=尾尖舱隔舱壁前的尾轴或螺旋桨轴的直径可按圆锥减小，但在联轴器法兰处的最小直径应不小于C=^算所得的值。
d 191.88 1.05=mm，即螺旋桨轴在联轴器法兰处的最小直径应不小于mm。
轴系布置的要求
传动轴位于水线以下，工作条件比较恶劣，在其运转时，还将受到螺旋桨所产生的阻
力矩和推力的作用，使传动轴产生扭转应力和压缩应力；轴系本身重量使其产生的弯曲应力；轴系的安装误差、船体变形、轴系振动以及螺旋桨的水动力等所产生的附加应力等。上述诸力和力矩，往往还是周期变化的，在某些时候表现更为突出，例如船舶在紧急停车、颠繁倒车或转弯，或是在大风大浪中受到剧烈纵摇或横摇时，使传动轴所受负荷更大，有时甚至使它产生发热或损坏。
为了保证传动轴工作可靠，且有较长的寿命，在设计时必须使其有足够的强度、刚度、有合理酌结构尺寸，并尽可能减少其长度和重量，还必须考虑怎样有利于制造和管理等问题。轴系的布置
本船轴系布置从齿轮箱法兰开始，至螺旋桨为止，包括：轴承位置及间距的选择；各种辅助设备选择与位置的决定；滑油与冷却水管系的布置。具体内容如下。
1 、轴线的长度、数量、位置和倾角
（1）长度的确定这是轴系设计首先遇到的环节。轴线长度是由两个端点来决定，一个端点为主机（或齿轮箱）输出法兰的中心；另一个端点为螺旋桨的中心，此二端点间的距离，即为轴线的基本长度。
本船轴系长度为（传动轴的实际长度尚应考虑螺旋桨中心后用来装螺旋桨的尾轴伸出和螺纹部分）。
（2）轴线的倾角一般的，船舶纵向倾角约在00 ~ 50之间。有些双轴系的船舶，容许轴线在水平投影上离开船舶的中线面向外或向内偏斜，偏斜角在00 ~ 30之间。
由于轴系倾斜给主机带不良的工作状态，降低螺旋桨有效推力，而且轴系重量也产生轴向分力，该力与推力方向相反，进一步降低了螺旋桨的有效推力，所以轴线最好设计成没有纵向倾角和横向偏斜角的形式。本船轴系设计成没有纵向倾角和横向偏斜角。
（3）轴线的数量和位置本船是双轴系拖轮，轴线数目是2。
轴线位置和主机与螺旋桨的布置位置有关。螺旋桨的布置位置“
2900kW 近
中已经确定，距设计水线，而主机位置在机舱布置图中给出,
2、轴承的位置、数目与间距 （1）轴承位置的确定方法
为了减少船体变形对轴承负荷的影响，一般将中间轴承尽量靠近舱壁布置, 某些小型船舶甚至可以直接将轴承布置在舱壁上。
轴线的位置是靠各轴承的布置位置来保证的，对本船来说采用拉线或望光法
找到各档轴承的中心位置，这样轴承沿高低及水平方向的位置也就确定了。 本船是中型船舶螺
旋桨重量不重，没必要对轴线常采用曲线安装法。 （2）中间轴承的数目和间距
a 、轴承的数目
本船每道轴系设计1根中间轴，采用1个中间轴承。
b 、轴承的间距
轴承间距的大小，对轴的弯曲变形、柔性和应力均有很大影响。适当减少轴 承的数量，增加其间距，虽会增加一些由其本身重量所引起的弯矩和轴承负荷，
更为可靠。
最小轴承的间距:
cm
式中:
d z —轴径，20cm
故在进行轴系布置设计时，应力求使轴承的间距
I > l min 1.83 m 。
一般轴径的轴承间距参考以下2组经验公式 苏联作者尼古拉也夫推荐的公式
海拖轮总布置图” 距设计水线也是, 轴高度： 故轴线位置求出如下:
轴横向位置: （无纵向倾角）
距船中纵剖面，平行分布其两侧（无横向偏斜角） 轴前后位置:
螺旋桨中心线通过3号肋骨。
但由于轴系变形的牵制减少、
轴系的柔性增加，轴承的附加负荷也会减少，工作
l
min
24.93d
24.9 転2
()
l 125/d Z =12^/20 =559cm =cm
()
式中:
d z ――中间轴直径，
西德劳氏船级社推荐的公式
I 14^d Z = m
（）
轴承间距也不能取得太大，因为轴系布置设计受工艺与安装工艺的限制，回 旋振动（包括横向振动）的限制，而且轴承的间距太大就会使相应轴段的挠度因其 重量的增加有所增大，造成轴承负荷分配的不均匀性。
综合考虑以上各因素以后，本船中间轴长度设计为。 （3）轴的法兰与轴承的间距
在不影响装卸的前提下，轴承应尽量靠近法兰布置，并尽可能使轴承中心到 二连接法兰中心线的距离等于0.2I = （ I 为中间轴长度）
3、尾轴承的数目和间距
螺旋桨轴一般均用两道尾轴承支承，本船尾轴很长，每根螺旋桨轴设计 3道 尾轴轴承。 在船舶设计中，对尾轴承的间距要求比中间轴承严格。通过计算和实船调查， 轴承间距I 和尾轴基本直径d 的比值推荐采用以下数据：
轴系设计计算
轴的材料
轴一般用优质碳素钢或合金钢锻造， 民用船舶广泛采用优质碳素钢，快艇及 小艇需要减轻重量时可用合金钢。目前国内适用于轴系的钢材牌号是 25， 30， 35号优质钢。根据本船类型，轴系各种轴都选用优质碳素。而 35号钢在同类优 质钢中材料性能最好，一般民用船舶轴系材料也都选用 35号优质钢，所以本船 轴的材料选用35号优质钢。 基本轴径计算
cm 。
d = 400~650mm d = 230~400mm d = 80~ 230 mm
本船d=250,设计成l/d =, l/d > 12 l/d 14~ 25 l/d 16~40
I 16.8d 16.8 0.25 4.2 m
前面已经计算出，本船选用轴系的基本轴径:
中间轴200mm ；螺旋桨轴250mm ；
本船齿轮箱自带推力轴，推力轴不需要设计。
螺旋桨轴
它位于轴系的最后端，末端装有螺旋桨，首部则与中间轴相连。为了满足螺旋桨从船外向内安装的要求，螺旋桨轴首端接可拆联轴节。故螺旋桨轴选用两端为锥体形式。
1、轴颈
轴颈是用来直接与尾轴承相按触的部分，它除承担传递动力外，尚有磨耗损
失，轴颈比轴干的直径大5~30mm本船尾轴设计成从外向里进行安装，为了便于安装，将前后的轴颈直径制成略有5mm差值（差值取值范围约2~l0mm）,其首
部轴颈直径略小。
为了避免或减少应力集中，在轴于与轴颈的连接处，采用圆弧或斜锥过渡；
为了减轻轴的重量，有时可采用空心轴的结构，不过本船都是实心轴。
根据轴干取值250mn设计轴颈直径:
前轴颈直径260mm；
中轴颈直径265mm；
后轴颈直径270mm。
2、锥体与螺纹部分
轴的首、尾端制成锥体，主要为了便于装、拆和紧固联轴器或螺旋桨。在轴
系工作时，锥体部分承受着螺旋桨正倒车推力产生的压缩应力和拉应力，还承受着传递扭矩及某些振动力等。在锥体上的键槽及安装在它里面的键则承受着剪切应力及压应力；螺纹部分则用来安装紧固螺旋桨（联轴器）的螺帽，它主要承受拉应力及某些冲击载荷。
为了满足强度要求，它们应有一定的结构尺寸。对于首端的结构尺寸可按以下经验数据选定（参见下图）（尾端装联轴器处的尺寸可按船标有关数据选定）；
D K-锥体大端直径；d K-锥体小端直径；I K-锥体长；I j-键（槽）长；d纹-螺纹直径;
|纹-螺纹长；2 k-锥角；b-键（槽）宽。
图尾端的结构尺寸
665
250
锥形部分计算
a 、锥度K
可用锥体大小两个横断面直径差值与断面间距离的比值表示：
()
我国现有船舶轴系的锥度，以采用1： 15最多，依据这点，本船轴系锥度亦 米用1: 15。
b 、锥长:
L K (1.6~3.3)D K =2D k
250
=665
mm
根据“钢质海船入级与建造规范”在联轴器法兰处的最小直径， 即螺旋桨轴
在联轴器法兰处的最小直径应不小于
d 191.88 1.05 =mm 。
式中：C=
将小端直径d k 与海规要求最小直径d 作差，d k >d ,满足了条件。 d 、大端直径 键的主要尺寸
a 、键长L j
mm
b 、键宽b （单键）
(O.2
~ 0
.3)D K = D k
()
mm
式中：D k ――尾轴直径,
C 、小端直径：
250mm
d K
=250-
D k KL k
1/15 665
()
D k =250mm ，前面计算得。
L j (0.9 ~ 0.98) L K = L K
()
()
h (0.5 ~ 0.6)b =
0.5 62.5
mm
尾端锥体勺键槽是引起局部应力集中勺原因之一。 最危险勺部位往往是锥体
大直径附近负载重勺轴段， 实际上锥体多数情况勺疲劳裂纹是从键槽勺锐角上开 始，为了减少局部应力，键槽勺棱角应做成圆角，键槽底也应有 角，首端应制成雪橇形。
螺纹部分
a 、螺纹直径
(0.75 ~ 0.90) D K =D K
mm
b 、螺纹长度
mm
小端直径d k >d 纹，满足了设计条件。
3、轴干勺保护层
轴套与螺旋桨常由青铜或黄铜制成，铜材与钢轴在海水中就会形成一对电 极，使螺旋桨轴遭到电化腐蚀；另外，海水对钢轴也会产生化学腐蚀，故在海中 运行勺螺旋桨轴，必须考虑防腐措施。
为了防止腐蚀损坏，采用“阴极保护法”和海水隔离勺“覆盖保护法”。 前者是把锌块
焊或用螺栓固紧在被保护勺尾轴上， 以腐蚀锌块而保护尾轴； 后者 是涂防腐油漆，镀金属，用玻璃钢包覆，轴上包橡胶覆盖层等方法。 中间轴
中间轴一般设在尾轴与推力轴之间 , 中间轴还常被用来安装制动器、轴带发 电机及转速发讯器等附件。
中间轴按其两端连接件勺不同， 主要有两种类型 : 带整锻法兰勺中间轴 , 两端 为锥体勺中间轴。本船采用带整锻法兰勺中间轴。
mm
c 、键高 h
R = 1~3mm 勺圆
船舶动力装置轴系设 计计算
轴系强度计算 在推进装置中，从主机（机组）的输出法兰到推进器之间以传动轴为主的整套设备称为轴系。轴系的基本任务是：连接主机（机组）与螺旋桨，将主机发出的功率传递给螺旋桨，同时又将螺旋桨所产生的推力通过推力轴承传给船体，以实现推进船舶的使命。 当机舱位置确定，主机布置好后，即可考虑轴系设计和布置。 4.1轴系的布置 4.1.1 传动轴的组成和基本轴径 传动轴一般由螺旋桨轴(尾轴)、中间轴和推力轴，以及将它们相连接的联轴器所组成。本船因其推力轴承已放置在减速齿轮箱中，所以不设推力轴。 而且本船螺旋桨轴不分段制造，最后本船传动轴组成设计成1根中间轴和1根螺旋桨轴。 轴的基本直径d(mm)应不小于按下式计算的值（考虑到标准化的要求，各轴轴径一般取不小于计算值的整数） d= 100 = 100 =191.88C mm C=1.0——中间轴的直轴部分， d=mm，取200mm作为设计尺寸。 191.88 C=1.27——对于油润滑的且具有认可型油封装置的，或装有连续轴套（或轴承之间包有适当保护层）的具有键的螺旋桨轴 d=?=243.69mm，设计时取250mm。 191.88 1.27 C=1.05——尾尖舱隔舱壁前的尾轴或螺旋桨轴的直径可按圆锥减小，但在联轴器法兰处的最小直径应不小于C=1.05计算所得的值。 d=?=201.47mm，即螺旋桨轴在联轴器法兰处的最小直径应191.88 1.05 不小于201.47mm。
4.1.2 轴系布置的要求 传动轴位于水线以下，工作条件比较恶劣，在其运转时，还将受到螺旋桨所产生的阻力矩和推力的作用，使传动轴产生扭转应力和压缩应力；轴系本身重量使其产生的弯曲应力；轴系的安装误差、船体变形、轴系振动以及螺旋桨的水动力等所产生的附加应力等。上述诸力和力矩，往往还是周期变化的，在某些时候表现更为突出，例如船舶在紧急停车、颠繁倒车或转弯，或是在大风大浪中受到剧烈纵摇或横摇时，使传动轴所受负荷更大，有时甚至使它产生发热或损坏。 为了保证传动轴工作可靠，且有较长的寿命，在设计时必须使其有足够的强度、刚度、有合理酌结构尺寸，并尽可能减少其长度和重量，还必须考虑怎样有利于制造和管理等问题。 4.1.3 轴系的布置 本船轴系布置从齿轮箱法兰开始，至螺旋桨为止，包括：轴承位置及间距的选择；各种辅助设备选择与位置的决定；滑油与冷却水管系的布置。具体内容如下。 1、轴线的长度、数量、位置和倾角 （1）长度的确定 这是轴系设计首先遇到的环节。 轴线长度是由两个端点来决定，一个端点为主机(或齿轮箱)输出法兰的中心；另一个端点为螺旋桨的中心，此二端点间的距离，即为轴线的基本长度。 本船轴系长度为11.47m（传动轴的实际长度尚应考虑螺旋桨中心后用来装螺旋桨的尾轴伸出和螺纹部分）。 （2）轴线的倾角 0~5之间。有些双轴系的船舶，容许轴线一般的，船舶纵向倾角α约在00 0~3之间。 在水平投影上离开船舶的中线面向外或向内偏斜，偏斜角β在00由于轴系倾斜给主机带不良的工作状态，降低螺旋桨有效推力，而且轴系重量也产生轴向分力，该力与推力方向相反，进一步降低了螺旋桨的有效推力，所以轴线最好设计成没有纵向倾角和横向偏斜角的形式。本船轴系设计成没有纵向倾角和横向偏斜角。 （3）轴线的数量和位置
船舶动力装置课程设计 一、设计目的 1、进一步掌握舰船动力装置的基本概念和基本理论； 2、掌握船机浆设计工况选择的理论和方法； 3、掌握工况船舶采用双速比齿轮箱速比优先选计算方法； 4、掌握主机选型的基本步骤方法； 5、初步掌握船机浆工况配合特性的综合分析方法。 二、基本要求 1、独立思考，独立完成本设计； 2、方法合适，步骤清晰，计算正确； 3、书写端正，图线清晰。 三、已知条件 1、船型及主要尺寸 (1) 船型：单机单桨拖网渔船 (2) 主尺度 序号尺度单位数值 1 水线长M 41.0 2 型宽M 7.8 3 型深M 3.6 4 平均吃水M 3.0 5 排水量T 400.0 6 浆心至水面距离M 2.5 (3) 系数 名称方形系数Cb 菱形系数Cp 舯刻面系数数值0.51 0.60 0.895 (4) 海水密度ρ =1.024T/M3 2、设计航速 状态单位数值 自航KN 10.4 拖航KN 3.8 3、柴油机型号及主要参数 序号型号标定功 率(KW) 标定转速 (r/min) 柴油消耗率 （g/kw·h） 重量（kg） 外形尺寸（L× A×H）mm 1 6E150C-1 163 750 238 2500 2012×998× 1325 2 6E150C-1 220 750 238 3290 2553×856× 1440 3 8E150C-A 217 1000 228 2700 2065×1069× 1405 4 8E150C-A 289 1000 228 3500 2591×957× 1405
5 6160A-13 164 1000 238 3900 3380×880× 1555 6 X6160ZC 220 1000 218 3700 3069×960× 1512 7 6160A-1 160 750 238 3700 3380×880× 1555 8 N-855-M 195 1000 175 1176 9 NT-855-M 267 1000 179 1258 1989×930× 1511 10 TBD234V8 320 1000 212 4、齿轮箱主要技术参数 序号型号 额定传递能 力kw/(r/min) 额定输入 转速 （r/min） 额定扭 矩N*m 额定推 力KN 速比 1 300 0.184--0.257 750--1500 1756.2-- 2459.8 49.0 2.04,2.5,3 ,3.53,4.1 2 D300 0.184--0.257 1000-2500 1193.64- -2459.8 49.0 4,4.48,5.0 5,5.5,5.9, 7.63 3 240B 0.18 4 1500 1756 30--50 1.5,2.3 4 SCG3001 0.16--0.22 750--2300 30--50 1.5,2.3,2. 5,3.5 5 SCG3501 0.257 750--2300 1.3,2.3,2. 5,3.5,4 6 SCG3503 0.25 7 1000-2300 4.5,5,5.5, 6,6.5,7 7 SCG2503 0.184 1000-2300 4,4.5,5,6, 6.5,7 8 GWC3235 0.45--1.35 --1800 4283--12 858 112.7 2.06,2.54, 3.02,3.57, 4.05,4.95 5、双速比齿轮箱主要技术参数 序号型号额定传递能 力 kw/(r/min) 额定输入转 速（r/min） 额定推力 KN 速比 1 GWT36.39 0.42--1.23 400--1000 98.07 2--6 2 GWT32.35 0.52--1.32 --1800 112.78 2--6 3 MCG410 0.74--1.8 4 400--1200 147.0 1--4.5 4 S300 0.18--0.26 750--2500 49.03 2.23,2.36，2.52,2.56
本科毕业设计(论文) 船用推进器方向控制装置设计
船用推进器方向控制装置设计 摘要 直翼摆线推进器(Cycloidal Propelle)作为一种性能优异的船舶推进器，被广泛应用于拖船、扫雷舰艇、浮吊、动力定位等高控制要求的场合。 本文简述了船用直翼推进器的基本概念和研究意义，以及国内外直翼推进器方向控制机构的研究现状，此外介绍了船用推进器的工作原理以及它的运动规律，总结两种常用方向控制装置：凸轮式和连杆式。给出了船用推进器方向控制机构的总体设计方案，设计控制机构的关键部件，还有绘制出装配总图。 关键字：直翼摆线推进器连杆机构伺服电机全方向推进器 The Design of Propeller Direction Dontrol Device
Student: Jiaao Wan Advisor: Dr.Changjing Ou College of Engineering Zhejiang University of Technology Abstract Cycloidal propeller is a performance ship propulsion,and the demand of offshore drilling platforms, semi-submersible vessels, lifeboats,platform supply vessels,cabling ships and other marine engineering equipment is increasing sharply. This paper presented the basic concepts of cycloidal propeller and the importance of cycloidal propeller sudy and analyzed the present research situation of cycloidal propeller. This paper introduced cycloidal propeller's working principle and law of motion,and summarized the two commom direction control device:cam-tape and link-tape.It proposed the overall design of marine propulsion direction and control institutions,designed the key components of control institutions and drawed the assembly drawing. Keywords:Cycloidal propeller; Linkage; Servo motor; Omni-directional thrusters 目录 摘要 (i)
船舶动力装置
1.船舶动力装置的含义及组成 含义:船舶动力装置保证船舶正常航行、作业、停泊以及船员、旅客正常工作和生活所必需的机械设备的综合体。 组成：①推进装置（主发动机、推进器、传动设备）；②辅助装置（船舶电站、辅助锅炉装置）；③机舱自动化；④船舶系统（动力管系、船舶管 系）；⑤甲板机械（锚泊机械、操舵机械、起重机械） 2.动力装置类型 类型：柴油机推进动力装置、汽轮机推进动力装置、燃气轮机推进动力装置、核动力推进动力装置、联合动力推进动力装置 ①柴油机：优点:A. 有较高的经济性，耗油率比蒸汽、燃气动力装置低得多；B. 重量轻(单位重量的指标小)；C. 具有良好的机动性，操作简单， 启动方便，正倒车迅速；D. 功率范围广。缺点:A. 柴油机尺寸和重量按 功率比例增长快；B. 柴油机工作中的噪声、振动较大；C. 中、高速柴油 机的运动部件磨损较厉害； D. 柴油机低速稳定性差；E. 柴油机的过载能力相当差。 ②蒸汽轮机：优点:a. 单机功率大,可达7.5×104kW以上； b. 转速稳定， 无周期性扰动力，机组振动噪声小；c. 工作可靠性高；d. 可使用劣质燃 料油。缺点:a. 总重量大，尺寸大；b. 燃油消耗率高；c. 机动性差,启 动前准备时间约为30~35min，紧急须15~20min 。 ②燃气轮机：优点:a. 单位功率的重量尺寸小；b. 启动加速性能好；c. 振动小，噪声小。缺点:a. 主机没有反转性；b. 必须借助启动机械启
动；c. 叶片材料昂贵，工作可靠性较差，寿命短；d. 进排气管道尺寸大，舱内布置困难。 ④电力推进：交流电力推进装置具有极限功率大，效率高和可靠性好的优点（结合电力传动分析挖泥船，破冰船） 8.中间轴承 中间轴承：是为减少轴系挠度设置的支承点，用来承受中间轴本身的重量，以及因其变形或运动而产生的径向负荷（非重点） 中间轴承的设置：尾管无前轴承者，则中间轴承尽量靠近尾管前密封；中间轴承应设在轴系上集中质量处附近，如调距桨轴系的配油箱附近;每根中间轴一般只设一个中间轴承（极短中间轴不设）。（非重点） 中间轴承的位置与间距： 位置：靠近一段法兰处，距法兰端面距离0.2l 轴承间距的大小及其数目，对轴的弯曲变形、柔性和应力均有很大的影响。间距适当增加使轴系柔性增加，工作更为可靠，对变形牵制小，使额外负荷反而减小。 3.船舶动力装置性能指标
、设计目的 1、进一步掌握舰船动力装置的基本概念和基本理论; 2、掌握船机浆设计工况选择的理论和方法; 3、掌握工况船舶采用双速比齿轮箱速比优先选计算方法; 4、掌握主机选型的基本步骤方法; 5、初步掌握船机浆工况配合特性的综合分析方法。 、基本要求 1、独立思考，独立完成本设计; 2、方法合适，步骤清晰，计算正确; 3、书写端正，图线清晰。 三、已知条件 1、船型及主要尺寸 (1)船型：单机单桨拖网渔船 (2)主尺度 (3)系数 ⑷海水密度P =M3
2、设计航速 3、柴油机型号及主要参数
4、齿轮箱主要技术参数 5、双速比齿轮箱主要技术参数 1、船体有效功率，并绘制曲线
2、确定推进系数 3、主机选型论证 4、单速比齿轮箱速比优选，桨工况特性分析 5、双速比齿轮箱速比 6、综合评判分析 五、参考书目 1、渔船设计》 2、船舶推进》 3、船舶概论》 4、船舶设计实用手册》（设计分册） 六、设计计算过程与分析 1、计算船体有效功率 ⑴ 经验公式：EHP=（EOA E）AV L 式中：EHP ---- 船体有效马力, A 排水量（T），L 船长（M）。在式①中船长为时，A E的修正量极微，可忽略不计。所以式①可简化为EHP=EA V L。 根据查《渔船设计》 5、可知EO 计算如下：船速v= X 十=S, L=,C p=;V/(L/10)3= - /(41 - 10）3=;v/ Vgl=VX 41）=; 通过查《渔船设计》可得E0=。 (2)结果：EHP=E(O AXV L = 2、不确定推进系数 (1)公式PX C=P/ P s=n c Xn sXn pXn r 式中P E：有效马力；P s：主机发出功率；n C：传动功率；n S：船射效率；n P： 散水效率；n r :相对旋转效率。 2）参数估算 伴流分数：w=－= 推力减额分数：由《渔船设计》得t= －=
论述船舶动力装置设计的主要要求： 一．总体设计要求 动力装置是一套很复杂的机电设备，各个机械设备和系统之间互相联系又互相制约。对设计的要求也是多方面的，总的要求主要可以简介为如下几个方面。1．技术性与经济性 谓技术性是指船舶能满足预定的使用要求。对运输船舶而言，主要是从动力装置设计方面考虑如何保证运输能力，如装载能力、航速、装卸效率等；对于专用的作业船舶和海洋平台，要能具备完成特定的施工或作业的能力，并能保证作业质量。保证新船的适用性是设计中处理各种矛盾时首先要考虑的因素。 提高船舶的经济性是设计工作的重要目标。船舶的经济性涉及三个基本要素，即建造成本、营运开支和营运收入。设计中的技术措施是否恰当，决策是否正确，对船舶的经济性会产生很大的影响。设计工作中必须把经济性放在十分重要的地位来考虑。有时，一项好的技术措施可能会节约大笔的投资，因此对不同用途的船舶，对于动力装置的选型就非常重要。但是，一般来说，动力装置的各项要求，往往是相互联系、相互影响的。把一个要求的指标提高，往往会使另一个要求的指标被迫降低。设计中经常遇到的是技术性能和经济性相互矛盾的情况，这就需要进行技术与经济的综合评估或论证，使之得到合理的统一。经济是技术发展的基础和动力，技术是实现经济目的的手段和工具，两者相互渗透、相互推动。 2．安全与可靠性 船舶的安全是关系到人命和财产以及环境污染的重大问题。因此，安全性是船舶的一项基本质量指标。为保证船舶的安全，政府主管机关制定了船舶设计和建造的法规，国际组织(例如IMO——国际海事组织)通过政府间的协定，制定各种国际公约和规则。这些法规公约和规则对船舶的安全措施提出了全面的要求。政府法规是强制执行的，凡是船籍国政府接受、承认或加入的国际公约和规则都纳入在法规之中，船舶设计必须满足这些法规的要求。 此外，入级船舶还要满足船级社制定的入级与建造规范，规范的规定主要也是基于船舶安全方面的考虑。总之．动力装置设计中必须严格遵守法规和规范的规定，满足法规和规范的要求，这是保证船舶安全的最基本的措施。 所以在具体的船舶动力装置选型设计当中，必须要有一个全局和综合的观念，相关和协调的思路去考虑问题，充分论证，才能做出一个合理的船舶设计。 二．船舶设计阶段的划分和工作内容 船舶总体设计的任务是针对设计任务规定的要求，制定一个既切实可行又效果良好的的工程设计。 总体设计，技任务的性伍，可分为两大类，一种叫发展性设计，一种叫生产件设计。 根据用船部门的发展计划提出，用船部门需要一种新船型，这种新船具有更复杂和更高级的要求，设计工作不能以某船为仿效典型而必须针对任务的要求进行大量的分析工作，运用不同的技术和措施，提出可能的方案，以便进行对比，然后选取其中性能优良的设计方案，这种设计称为发展性设计。对于发展性设计，其特点是要求严格，但技术上的具体约束比较小，例如机器设备的选择有较大自由度，有些特殊性的没备在建造前或建造间可能还要经过试验或试制等，它往往是性能先进的产品，常常要采用新技术和措施，因而常有一定程度的试验性．按此设计建成的第一艘新船称为原型船。原型船建成后要经过试用考验，从实践中检查新技术的使用是否成功，各种技术措施的实际性能是否与预计相符等。对试用中出现的问题和缺点，必须加以改进和再试研。如试用结果是良好的，说明设计是成功的，可以正式投入生产。如暴露出较大问题，则设计必须作较大的修改。如问题很严重，例如性能不稳定或离设汁指际较远，
船舶动力装置课后习题集（1-8章） 1.下列热力发动机中，不属于内燃机的是________。A．柴油机 B．燃气轮机 C．汽 轮机 D．汽油机 2.在柴油机气缸中燃烧的是________。A．柴油 B．燃烧产物C．空气中的氧气D．燃 油蒸汽与空气的可燃混合气 3.在热力发动机中，柴油机最突出的优点是________. A．热效率最高B．功率最大 C．转速最高 D．结构最简单 4.________不是柴油机的优点. A．经济性好 B．机动性好 C．功率范围广 D．运转平稳柔和，噪音小 5.柴油机的一个工作循环由________过程组成。A．二个 B．三个 C．一个 D．五 个 6.高速柴油机是指________.A. 标定转速在300～1000r/min范围的柴油机B.标定转速低 于150r/min的柴油机C.标定转速高于1000r/min的柴油机D.标定转速低于300r/min 的柴油机 7.发电柴油机多用四冲程筒形活塞式柴油机主要是因为________.A．结构简单 B．工 作可靠 C．转速满足发电机要求 D．单机功率大 8.柴油机的压缩容积是指________.A．进气阀关闭时的气缸容积 B．活塞在下止点 时的气缸容积C．活塞在上止点时的气缸容积D．活塞由上止点到下止点所经过的空间 9.气缸工作容积是指________.A．燃气膨胀做功时的气缸容积 B．活塞在上止点时的气 缸容积C．活塞从上止点到下止点所经过的气缸容积D．活塞在下止点时气缸容积10.柴油机活塞在上止点时，活塞顶上方的容积称________.A．气缸总容积 B．气缸 工作容积C．燃烧室容积D．燃烧室容积或气缸工作容积 11.四冲程柴油机完成一个工作循环曲轴转周________。A．1 B．2 C．3 D．4 12.排气阀不在上、下止点位置关闭，其目的是为了________.A．提高压缩压力 B．扫 气干净 C．充分利用热能D．提高进、排气量 13.下列气阀定时失准的情况，会造成燃气膨胀功损失增大的是________.A．进气提前角过 大 B．排气提前角过大 C．进气提前角过小 D．排气提前角过小 14.下列四种气阀定时失准的情况中，会造成气缸中的废气倒流入进气道的是 ________.A．进气提前角过大B．排气提前角过大 C．进气延迟角过大 D．排气延迟角过大 15.中小型柴油机的机座结构形式大都采用________.A．分段铸造结构B．整体铸造结构 C．钢板焊接结构 D．铸造焊接结构 16.在对机座整体机械性能的要求中，最首要的是________.A．抗拉强度B．刚性 C．抗 冲击韧性 D．耐疲劳强度 17.会导致机座产生变形的原因中，不正确的是________.A．曲轴轴线挠曲B．船体变形 C．机座垫块安装不良 D．贯穿螺栓上紧不均 18.下述四个柴油机部件中，不安装在机体上的部件是________.A．进、排气管 B．气缸 套C．凸轮轴 D．气缸盖 19.柴油机的气缸套安装在________.A．曲轴箱中 B．机座中C．机架中 D．机体中 20.柴油机贯穿螺栓上紧力矩不均匀度过大易产生的不良后果是________.A．上紧力矩过大 的螺栓会产生塑性伸长变形B．会引起机座变形 C．会破坏机体上下平面的平行度D．会造成机体变形缸线失中 21.柴油机气缸润滑油应具有一定的碱值，其作用是________.A．加强气缸的密封性 B．加 强冷却效果 C．减轻低温腐蚀 D．减轻高温腐蚀 22.气缸套在柴油机上的安装状态是________.A．上端固定，下端可以自由膨胀B．下 端固定，上端可以自由膨胀C．径向固定，轴向可以自由膨胀 D．轴向固定，径向
《船舶动力装置原理与设计》 说明书 设计题目：民用船舶推进轴系设计 设计者：陈瑞爽 班级：轮机1302班 华中科技大学船舶与海洋工程学院 2015年7月
一.设计目的 主机与传动设备、轴系和推进器以及附属系统，构成船舶推进装置。因此，推进装置是动力装置的主体，其技术性能直接代表动力装置的特点。推进装置的设计包括轴系布置、结构设计、强度校核以及传动附件的设计与选型等，而尾轴管装置的作用是支承尾轴及螺旋浆轴，不使舷外水漏人船内，也不能使尾轴管中的润滑油外泄，因此，尾轴管在推进系统设计中意义重大。本设计是根据指导老师给出的条件，对船舶动力装置进行设计，既是对课程更深入的理解，也是对自身专业能力的锻炼。 二,设计详述 2.1：布置设计 本船为单机单桨。主机经减速齿轮箱减速后将扭矩通过中间短轴传给螺旋桨轴和螺旋桨。本计算是按《钢质海船入级规范》（2006年）（简称《海规》）进行。 因此，我们将轴系布置在船舶纵中剖面上，其中，轴的总长为9000mm，轴系布置草图及相关尺寸，见图1。 图1 2.2：轴系计算
（一）：已知条件： 1．主机：型号：8PC2-6 型式：四冲程，直列，不可逆转，涡轮增压，空冷船用柴油机 缸数：8 缸径/行程：400/460mm 最大功率（MCR）：4400kW×520rpm 持续服务功率：3960kW×520rpm 燃油消耗率：186g/kW·h+5% 滑油消耗率：1.4g/kW·h 起动方式：压缩空气3~1.2MPa 生产厂：陕西柴油机厂 2．齿轮箱：型号300，减速比3：1。 3．轴：材料35#钢，抗拉强度530MPa，屈服强度315MPa。 4．键：材料45#钢，抗拉强度600MPa，屈服强度355MPa。 5．螺栓：材料35#钢，抗拉强度530MPa，屈服强度315MPa (二)：轴直径的确定 根据已知条件和“海规”，我们可以计算出轴的相关数据，计算列表见表3.1： 表3.1轴直径计算 考虑到航行余量，轴径应在计算的基础上增大10%。故最终取297.70 mm 根据计算结果，取螺旋桨轴直径为379.96 mm，中间轴直径为297.70mm。 上表螺旋桨直径计算中，F为推进装置型式系数
轴系强度计算 在推进装置中，从主机（机组）的输出法兰到推进器之间以传动轴为主的整套设备称为轴系。轴系的基本任务是：连接主机（机组）与螺旋桨，将主机发出的功率传递给螺旋桨，同时又将螺旋桨所产生的推力通过推力轴承传给船体，以实现推进船舶的使命。 当机舱位置确定，主机布置好后，即可考虑轴系设计和布置。 4.1轴系的布置 4.1.1 传动轴的组成和基本轴径 传动轴一般由螺旋桨轴(尾轴)、中间轴和推力轴，以及将它们相连接的联轴器所组成。本船因其推力轴承已放置在减速齿轮箱中，所以不设推力轴。 而且本船螺旋桨轴不分段制造，最后本船传动轴组成设计成1根中间轴和1根螺旋桨轴。 轴的基本直径d(mm)应不小于按下式计算的值（考虑到标准化的要求，各轴轴径一般取不小于计算值的整数） d=(4.1) 100 = 100 =191.88C mm C=1.0——中间轴的直轴部分， d=mm，取200mm作为设计尺寸。 191.88 C=1.27——对于油润滑的且具有认可型油封装置的，或装有连续轴套（或轴承之间包有适当保护层）的具有键的螺旋桨轴 d=?=243.69mm，设计时取250mm。 191.88 1.27 C=1.05——尾尖舱隔舱壁前的尾轴或螺旋桨轴的直径可按圆锥减小，但在联轴器法兰处的最小直径应不小于C=1.05计算所得的值。 d=?=201.47mm，即螺旋桨轴在联轴器法兰处的最小 191.88 1.05 直径应不小于201.47mm。
4.1.2 轴系布置的要求 传动轴位于水线以下，工作条件比较恶劣，在其运转时，还将受到螺旋桨所产生的阻力矩和推力的作用，使传动轴产生扭转应力和压缩应力；轴系本身重量使其产生的弯曲应力；轴系的安装误差、船体变形、轴系振动以及螺旋桨的水动力等所产生的附加应力等。上述诸力和力矩，往往还是周期变化的，在某些时候表现更为突出，例如船舶在紧急停车、颠繁倒车或转弯，或是在大风大浪中受到剧烈纵摇或横摇时，使传动轴所受负荷更大，有时甚至使它产生发热或损坏。 为了保证传动轴工作可靠，且有较长的寿命，在设计时必须使其有足够的强度、刚度、有合理酌结构尺寸，并尽可能减少其长度和重量，还必须考虑怎样有利于制造和管理等问题。 4.1.3 轴系的布置 本船轴系布置从齿轮箱法兰开始，至螺旋桨为止，包括：轴承位置及间距的选择；各种辅助设备选择与位置的决定；滑油与冷却水管系的布置。具体内容如下。 1、轴线的长度、数量、位置和倾角 （1）长度的确定 这是轴系设计首先遇到的环节。 轴线长度是由两个端点来决定，一个端点为主机(或齿轮箱)输出法兰的中心；另一个端点为螺旋桨的中心，此二端点间的距离，即为轴线的基本长度。 本船轴系长度为11.47m（传动轴的实际长度尚应考虑螺旋桨中心后用来装螺旋桨的尾轴伸出和螺纹部分）。 （2）轴线的倾角 一般的，船舶纵向倾角α约在00 0~5之间。有些双轴系的船舶，容许轴线在 0~3之间。 水平投影上离开船舶的中线面向外或向内偏斜，偏斜角β在00由于轴系倾斜给主机带不良的工作状态，降低螺旋桨有效推力，而且轴系重量也产生轴向分力，该力与推力方向相反，进一步降低了螺旋桨的有效推力，所以轴线最好设计成没有纵向倾角和横向偏斜角的形式。本船轴系设计成没有纵向倾角和横向偏斜角。 （3）轴线的数量和位置 本船是双轴系拖轮，轴线数目是2。
船舶动力装置原理与设计复习思考题 第1章 1、如何理解船舶动力装置的含义？它有哪些部分组成？ 答：船舶动力装置的含义：保证船舶正常航行、作业、停泊以及船员、旅客正常工作和生活所 必需的机械设备的综合体。 组成部分：推进装置：包括主机、推进器、轴系、传动设备。 辅助装置：发电机组、辅助锅炉、压缩空气系统。 甲板机械 船舶管路系统 机舱自动化设备。 特种设备 2、简述柴油机动力装置的特点。 优点： a)有较高的经济性，耗油率比蒸汽、燃气动力装置低得多； b)重量轻(单位重量的指标小)； c)具有良好的机动性，操作简单，启动方便，正倒车迅速； d)功率范围广。 缺点： a)柴油机尺寸和重量按功率比例增长快； b)柴油机工作中的噪声、振动较大； c)中、高速柴油机的运动部件磨损较厉害； d)柴油机低速稳定性差； e)柴油机的过载能力相当差 3、船舶动力装置的技术特征包括哪些技术指标？ a)技术指标标志动力装置的技术性能和结构特征的参数。包括功率指标﹑质量指标和 尺寸指标。 b)经济指标代表燃料在该动力装置中的热能转换率。有燃料消耗率﹑装置总效率﹑推 进装置热效率﹑每海里航程燃料耗量及动力装置的运转-维修经济性。 c)性能指标代表动力装置在接受命令，执行任务中的服从性﹑坚固性和对外界条件、 工作人员的依赖性。因此它包括机动性﹑可靠性﹑自动远操作性能﹑牵曳性能以及噪声振动的控制等指标
4、说明推进装置功率传递过程，并解释各个效率的含义。 指示功率 →主机额定功率 →最大持续功率 →轴功率 →收到功率 →推力功率 →船舶有效功率 指示功率：表示柴油机气缸中气体作功的能力； 最大持续功率（额定功率）MCR ：在规定的环境状况（不同航区有不同的规定，如无限航 区环境条件：绝对大气压为0.1Mpa;环境温度为45℃；相对湿度为60%；海水温度“中冷器进口处”为32 ℃和转速下），柴油机可以安全持续运转的最大有效功率； 轴功率：指在扣除传动设备、推力轴承和中间轴承等传动设备后的输出功率； 螺旋桨收到功率： 扣除尾轴承及密封填料损失后所输出的功率。 推力功率：是螺旋桨产生使船航行的功率。 船舶有效功率：P e =R ×V s ×10-3 7、如何理解经济航速的含义？ 1.节能航速：节能航速是指每小时燃油消耗量最低时的静水航速，它常由主机按推进特性运行时能维 持正常工作的最低稳定转速所决定。营运船舶在实现减速航行时，主机所输出的功率大大减少，其每海里燃油消耗率大幅度降低。但航速降低后，营运时间被延长，运输的周转量也少，故当船舶需实现减速航行时，应结合企业的货源、运力及完成运输周转量的情况综合考虑后再决策。 2.最低营运费用航速：船舶航行一天的费用，主要由其固定费用(折旧费、修理费、船员工资、港口 驶费、管理费、利息、税金，以及船舶停泊期间的燃、润油费等)和船舶航行时燃、润油费用构成。最低营运费用航速是指船舶每航行1海里上述固定费用及航行费用最低时的航速，可供船舶及其动力装置的性能评价及选型用。在满足完成运输周转量的前提下，船舶按最低营运费用航速航行，其成本费用最省，但它并未考虑停港时间及营运收入的影响，故不够全面。 3.最大盈利航速：最大盈利航速是指每天(或船舶在营运期间)能获得最大利益的航速。此航速的大小， 往往与每海里(或公里)运费收入、停港天数及船舶每天付出的固定费用有关。一般在运费收入低、停港时间长、运距短、油价高的情况下，其最大盈利航速相对较小。 （图在下一页） BHP 、主机输出有效功率； DHP 、螺旋桨收到功率； EHP 、螺旋桨发出
一、单项选择题 1．以下的热力发动机中，不属于内燃机的是（）。(答案：C) A．柴油机B．燃气轮机C．汽轮机D．汽油机 2．在热力发动机中，柴油机最突出的优点是（）。(答案：A) A．热效率最高B．功率最大C．转速最高D．结构最简单 3．（）不是柴油机的优点。(答案：D) A．经济性好B．机动性好 C．功率范围广D．运转平稳柔和，噪声小 4．发电柴油机多用四冲程筒形活塞式柴油机主要是因为（）。(答案：C) A．结构简单B．工作可靠 C．转速满足发电机要求D．单机功率大 5．四冲程柴油机完成一个工作循环曲轴转（）周。(答案：B) A．1 B．2 C．3 D．4 6．测量偏移和曲折的工具，在内河船舶中常采用（）。(答案：B) A．百分表+塞尺B．直尺+塞尺C．百分表D．专用量具 7．中小型柴油机的机座结构形式大都采用（）。(答案：B) A．分段铸造结构B．整体铸造结构C．钢板焊接结构D．铸造焊接结构8．会导致柴油机机座产生变形的原因中，不正确的是（）。(答案：A) A．曲轴轴线绕曲B．船体变形 C．机座垫块安装不良D．贯穿螺栓上紧不均 9．下述四个柴油机部件中，不安装在机体上的部件是（）。(答案：A) A．进、排气管B．气缸套C．凸轮轴D．气缸盖 10．柴油机贯穿螺栓上紧力矩不均匀度过大最易产生的不良后果是（）。(答案：B) A．上紧力矩过大的螺栓会产生塑性伸长变形 B．会引起机座变形 C．会破坏机体上下平面的平行度 D．会造成机体变形缸线失中 11．四冲程柴油机气缸盖上安装的部件中，不包括以下哪一种? （）。(答案：B)
A．喷油器B．喷油泵C．示功阀D．进、排气阀 12．柴油机在冷态时应留有合适的气阀间隙的目的是（）。(答案：C) A．为了加强润滑B．为了加强冷却 C．为防止运转中气阀关闭不严D．为防止运转中气阀卡死 13．柴油机气缸盖安装后试车时发现密封圈处漏气，原因分析中不正确的是（）。(答案：C) A．密封平面不洁夹有异物B．缸盖螺母上紧不足或上紧不均 C．最高爆发压力过高D．气缸盖发生了变形 14．柴油机主轴承的润滑介质是（）。(答案：C) A．水B．柴油C．滑油D．重油 15．柴油机曲轴的每个单位曲柄是由（）组合而成。(答案：D) A．曲柄销、曲柄臂B．曲柄销、主轴颈 C．曲柄臂、主轴颈、主轴承D．曲柄销、曲柄臂、主轴颈 16．柴油机飞轮制成轮缘很厚的圆盘状，目的是要在同样质量下获得最大的（）。 (答案：C) A．刚性B．强度C．转动惯量D．回转动能 17．中、高速柴油机都采用浮动式活塞销的目的是（）。(答案：D) A．提高结构的刚度B．增大承压面积，减小比压力 C．有利于减小配合间隙使运转更稳定D．活塞销磨损均匀，延长使用寿命 18．测量柴油机新换活塞环搭口间隙时应将环平置于气缸套的（）。(答案：C) A．内径磨损最大的部位B．内径磨损不大也不小的部位 C．内径磨损最小的部位D．首道气环上止点时与缸套的接触部位 19．倒顺车减速齿轮箱离合器主要用于哪种主机？（）。(答案：A) A．高速柴油机B．低速柴油机C．四种程柴油机D．二冲程柴油机20．四冲程柴油机连杆在工作时的受力情况是（）。(答案：C) A．只受拉力B．只受压力 C．承受拉压交变应力D．受力情况与二冲程连杆相同 21．当柴油机排气阀在长期关闭不严情况下工作，不会导致（）。(答案：C) A．积炭更加严重B．燃烧恶化C．爆发压力上升D．阀面烧损 22．把柴油机回油孔式喷油泵下的微调螺钉旋入，使柱塞位置有所降低，会使（）。(答
《船舶动力装置原理与设计》课程教学大纲 一、课程名称：船舶动力装置原理与设计 The Principle and Design of Marine Power Engineering 二、课程编号：0802011 三、学时与学分：48h/3+3w/3 四、先修课程：船舶柴油机、船舶原理、轮机工程导论 五、课程教学目标: 1. 掌握船舶动力装置原理、特点及选型方法，学会为给定船舶选择动力装置型式。 2. 掌握船舶柴油机推进装置总体设计步骤，重点学会主要设备选型与设计的方法。 3. 熟悉船舶柴油机动力装置性能，基本具备分析动力装置的工况特性的能力。 4. 掌握船舶管路系统的原理与计算方法，学会为给定船舶配置必须的管路系统。 六、适用学科专业 轮机工程 七、基本教学内容与学时安排 ●船舶动力装置总论（4学时） 船舶动力装置的含义及组成 船舶动力装置的类型及特点 船舶动力装置的基本特性指标 对船舶动力装置的要求 ●推进装置设计（10学时） 推进装置设计的内容 推进装置型式的确定与选型分析 轴系的任务，组成与设计要求 轴系的布置设计 传动轴的组成与设计 支承轴承与轴系附件 轴系零部件的材料 轴系合理校中设计 ●船舶后传动设备（8学时） 概述 船用摩擦离合器 船用减速齿轮箱 船用液力偶合器 船用弹性联轴器
可调螺距螺旋桨装置 ●船舶管路系统（12学时） 燃油管路 滑油管路 冷却管路 压缩空气管路 排气管路 舱底水系统 压载水系统 消防系统 供水系统 机舱通风管路 船舶空调系统 管路附件，管路计算和布置 ●船舶推进装置的特性与配合（10学时） 概述 船、机、桨的基本特性 机桨匹配 典型推进装置的特性与配合 船、机、桨在变工况时的配合 ●船舶动力装置设计（4学时） 船舶动力装置设计的观点、内容与程序 船舶动力装置设计发展概况 总体设计应考虑的几个问题 机舱中机械设备的布置与规划 ●课程设计（3周） （一）题目：船舶艉轴艉管装置的设计与计算 （二）目的： 通过课程设计，熟悉船舶艉轴艉管装置的结构型式；掌握艉轴艉管装置设计与计算的方法；了解艉轴艉管装置与船舶总布置、型线和船体结构的相互关糸； 学习主要零部件材料选取及相关标准应用的方法；学习推进装置主要配套设备的. 选型步骤。 （三）要求： 1、独立完成课程设计的各项任务。
某沿海单桨散货船螺旋桨 设计计算说明书 刘磊磊 2008101320 2011年7月
某沿海单桨散货船螺旋桨设计计算说明书 1.已知船体的主要参数 船长 L = 118.00 米 型宽 B = 9.70 米 设计吃水 T = 7.20 米 排水量 △ = 5558.2 吨 方型系数 C B = 0.658 桨轴中心距基线高度 Zp = 3.00 米 由模型试验提供的船体有效马力曲线数据如下： 航速V （kn ） 13 14 15 16 有效马力PE （hp ） 2160 2420 3005 4045 2.主机参数 型号 6ESDZ58/100 柴油机 额定功率 Ps = 5400 hp 额定转速 N = 165 rpm 转向 右旋 传递效率 ηs=0.98 3.相关推进因子 伴流分数 w = 0.279 推力减额分数 t = 0.223 相对旋转效率 ηR = 1.0 船身效率 0777.111=--= w t H η 4.可以达到最大航速的计算 采用MAU 四叶桨图谱进行计算。 取功率储备10%，轴系效率ηs = 0.98 螺旋桨敞水收到马力： P D = 4762.8 hp
根据MAU4-40、MAU4-55、MAU4-70的Bp --δ图谱列表计算： 项 目 单位 数 值 假定航速V kn 13 14 15 16 V A =(1-w)V kn 9.373 10.094 10.815 11.536 Bp=NP D 0.5/V A 2.5 69.013042 69.01304 69.01304225 69.013042 25 Bp 268.96548 323.7116 384.6505072 451.99967 07 MAU 4-40 δ 75.6 72.10878 64.87977369 60.744 P/D 0.64 0.667321 0.685420561 0.720498 ηO 0.5583333 0.582781 0.605706806 0.62606 P TE =P D ·ηH ·ηO hp 2863.9907 2989.395 3106.994626 3211.4377 MAU 4-55 δ 74.629121 68.63576 63.56589147 59.341025 P/D 0.6860064 0.713099 0.740958466 0.7702236 ηO 0.5414217 0.567138 0.590941438 0.6111996 P TE =P D ·ηH ·ηO hp 2777.2419 2909.156 3031.255144 3135.1705 MAU 4-70 δ 73.772563 67.77185 63.03055556 58.68503 P/D 0.69254 0.723162 0.754280639 0.7861101 ηO 0.5210725 0.54571 0.565792779 0.5828644 P TE =P D ·ηH ·ηO hp 2672.8601 2799.238 2902.2542 2989.8239 据上表的计算结果可绘制PT E 、δ、P/D 及ηO 对V 的曲线，如下图所示。
船舶动力装置设计 陆金铭编著 国防工业出版社
前言 船舶是水上运输、作业和保卫国防的工具。船舶动力装置是船舶上的机电设备和系统的总称，一般由主推进装置、辅助供能装置、保证船舶生命力和安全的设备及保证船上人员正常生活所必需的设备和环境保护设备等组成。船舶动力装置是船舶的重要组成部分，它是为船舶的正常航行、作业、战斗和其他需要提供推进动力和各种二次能源（如电、蒸汽、热水、压缩空气等）的一套复杂的机电设备。船舶动力装置的工作性能和效果是船舶整体性能的一个重要方面，它反映了造船技术和设计艺术的水平。 由于船舶动力装置设计工作的复杂性，作为未来的船舶动力装置设计工程师和科学工作者必须具有正确的设计思想和观点，掌握船舶动力装置设计的基本原理、基本内容和方法，此外应适应设计现代化的要求，掌握船舶动力装置计算机辅助设计的基本理论和方法，包括最优化设计的基本概念，本课程是一门专业设计课程，是实践性和综合性均较强的课程，因此我们重视加强在设计能力上的培养，使学生通过本课程的学习，灵活运用过去所学的基本知识和专业知识，解决设计中的各种问题，为今后从事船舶动力装置设计工作打下坚实基础。
第1章绪论 1.1 船舶动力装置设计的任务、内容和要求 船舶是水上运输、作业和保卫国防的工具。船舶动力装置是船舶上的机电设备和系统的总称，一般由主推进装置、辅助供能装置、保证船舶生命力和安全的设备及保证船上人员正常生活所必须的设备和环境保护设备等组成。船舶动力装置是船舶的重要组成部分，它是为船舶的正常航行、停泊、作业、战斗和其他需要提供推进动力和各种二次能源（如电、蒸汽、热水、压缩空气等）的一套复杂的机电设备。船舶动力装置的工作性能和效果是船舶整体性能的一个重要方面，它反映了造船技术和设计艺术的水平。 船舶动力装置比陆上固定式动力装置具有更多的功能，更严格的要求，更复杂的工作条件。因为： （1）船舶任务不同，对船舶动力装置的要求也各异。如军舰的作战、运输船的航运、工程船的作业等，分别具 有不同要求。 （2）船舶动力装置必须为船员或旅客提供正常工作和生活的必需条件。 （3）船舶动力装置必须能够在大风大浪颠簸摇摆的恶劣条件下工作，要具有在孤立无援的条件下依靠自己，维 持工作，保障安全的能力。战斗舰艇的要求更为苛刻， 在战争条件下它要时刻为保存自己，消灭敌人而紧张 活动活动，必须具有足够的可靠性、机动性及隐蔽性。
船舶动力装置练习题（1-8） 概念 1.按我国的有关规定，柴油机的缸号编制及对曲轴转向的判断方法是： A．从自由端起 为第一缸，面向自由端判断曲轴转向B．从自由端起为第一缸，面向飞轮端判断曲轴转向C．从飞轮端起为第一缸，面向飞轮端判断曲轴转向D．从飞轮端起为第一缸，面向自由端判断曲轴转向 2.柴油机气缸对外做功的工质是： A．柴油B．燃烧产物 C．空气中的氧气 D．燃 油油雾与空气的可燃混合气 3.柴油机气缸内燃烧的物质是： A. 空气 B. 燃油 C. 氧气 D. 可燃混合气 4.柴油机是按混合加热循环进行工作的。Y 5.柴油机在船舶上得到广泛应用，主要是柴油机具有： A. 热效率高 B. 功率范围广 C. 可用劣质燃料油，经济性好 D.全部都是 6.柴油机的一个工作循环由______过程组成。 A. 二个 B. 三个 C. 四个 D. 五个 7.船舶交流电站多采用四冲程柴油机作原动机，主要是因为四冲程柴油机：A. 体积轻巧 B. 能满足交流发电机对转矩均匀性要求 C. 工作可靠 D. 能适应交流发电机需要 高速原动机驱动的工作要求 8.船舶交流主发电机组的原动机采用的是：A．汽油机 B．二冲程柴油机 C．四 冲程柴油机 D．以上三者都有 9.发电柴油机多用四冲程筒形活塞式柴油机主要是因为________.A．结构简单B．工 作可靠C．转速满足发电机要求D．单机功率大 10.关于柴油机下列说法中，最准确的是：A．柴油机是以柴油为燃料的热力发动机B．柴 油机是将燃料的热能转换为机械能的内燃机 C．柴油机是压燃式内燃机D．柴油机是一种两次能量转换都在气缸内进行的点燃内燃机 11.我国和大部分国家的气缸号的排号都采用从_____设置数起 A. 动力端 B. 自由端 C. 飞轮端 D. 人为设定 12.下列的热力发动机中，不属于内燃机的是： A．柴油机 B．燃气轮机C．汽轮机D．汽 油机 13.下列油中不能作柴油机的燃油的是： A．轻柴油 B．重柴油C．柴油机机油 D．重油 14.以下不是柴油机的优点的是_____。A．运转平稳柔和，噪音小 B．经济性好 C．机 动性好 D．功率范围广 15.在柴油机气缸中燃烧的是： A．柴油 B．燃烧产物 C．空气中的氧气D．燃油 与空气的可燃混合气 16.在热力发动机中，柴油机最本质的特征是： A．高压供油 B．内部燃烧C．压燃发 火 D．用柴油作燃料 17.在热力发动机中，柴油机最突出的优点是： A．热效率最高 B．功率最大 C．转速 最高 D．结构最简单 结构参数 18.柴油机的缸径是指： A. 活塞的外径 B. 气缸的内径 C. 活塞环的内径 D. 活塞 销外径 19.柴油机的压缩容积V c、气缸工作容积V h与气缸总容积V a三者的正确关系是______。 A．V c=V a+V h B．V h=V a+V c C．V a=V h-V c D．V a=V h+V c 20.柴油机的压缩容积是指： A．进气阀关闭时的气缸容积 B．活塞在下止点时的气缸 容积C．活塞在上止点时的气缸容积 D．活塞由上止点到下止点所经过的空间