船舶动力装置原理与设计_第4章-02后传动

船舶动力装置原理与设计讲义船舶动力装置原理与设计讲义船舶动力装置原理与设计讲义第第44章章船舶轴系船舶轴系与后传动设备与后传动设备（（22））2010年03月主讲：周瑞平樊红胡义下午11时45分33秒2后传动设备的含义•船舶主推进装置中，从发动机到螺旋桨之间除了传动轴系之外，还配备各种传动设备，这些传动设备为完成各种传动功能而形成的有机组合体，总称之为后传动设备。•不仅能组成大功率的多机组（双机、三机、四机）推进装置，同时还能完成特殊的多种功能。•主要组成z齿轮变速器z离合器z弹性联轴器及挠性联轴器等等下午11时45分33秒3后传动设备的基本任务•减速及变速传动•用以并车和分车组合或分配推进功率•离合与倒顺•抗振与抗冲击•布置中的调节作用船用齿轮箱船用齿轮箱船用齿轮箱下午11时45分33秒51.通常主推力轴承与减速齿轮箱合成一体，使布置更紧凑，且减轻了推力轴承的重量；2.有的情况下，柴油机曲轴中心线可以不受轴系中心线的限制，从而有利于柴油机在机舱中的布置，可以有效地减小轴系的倾斜角，提高螺旋桨的效率；船用齿轮箱的作用船用齿轮箱的作用船用齿轮箱的作用下午11时45分33秒63.柴油机单机功率不够时，使用并车齿轮箱，成倍提高尾轴的输出功率；4.有的齿轮箱可倒顺，从而主机可不必逆转；1-主机；2-螺旋桨；4-齿轮箱；5-离合器船用齿轮箱的作用船用齿轮箱的作用船用齿轮箱的作用下午11时45分33秒75.双速齿轮箱，适用多工况情况；6.柴油机、燃气轮机联合动力装置中，齿轮箱必不可少。7.Z型传动装置，船舶可不采用舵和反转装置，这种传动装置用于港作拖船。1-主机；3-调距桨；4-减速齿轮箱；5-离合器；6-燃气轮机船用齿轮箱的作用船用齿轮箱的作用船用齿轮箱的作用下午11时45分33秒8下午11时45分33秒9·单轴输入、单轴输出(1)水平异心(2)垂直异心(3)水平同心(4)垂直同心·多轴输入、单轴输出(1)三齿轮结构(2)五齿轮结构水平异心传动齿轮箱垂直异心传动齿轮箱齿轮箱的主要布置形式齿轮箱齿轮箱的主要布置形式下午11时45分33秒10多片式摩擦离合、倒顺、减速箱工作原理1-输入轴法兰；2-输入轴；3-返回油缸；4-活塞；5-顺车离合器外壳；6、18-倒车齿轮；7-从动摩擦片组；8-主动摩擦片组；9-空心套轴；10、16-顺倒车小齿轮；11-滚动轴承；12、13-油孔；14-输出轴法兰；15-输出轴大齿轮；17-倒车离合器外壳下午11时45分33秒11船用齿轮箱主要技术性能参数•标定传递能力(kW/(r/min))•标定输入转速(r/min)•输入轴、输出轴的转向•减速比•标定螺旋桨推力(kN)•中心距•允许工作倾斜度(°)•换向时间(s)•操纵方式•重量与尺寸ebebebebnPnPM55.955.9=′′=21nni=下午11时45分33秒12标定传递能力最主要的性能参数，用齿轮箱的标定功率和标定转速之比来表示，即单位：在标定工况下，等于主机的其标定转矩为：标定传递能力表示齿轮箱工作能力的大小，是齿轮箱选型的重要依据。''/ebebnPebebnP/mkNnPnPMebebebeb⋅⋅==55.955.9''min)//(rkW船用齿轮箱主要技术性能参数下午11时45分33秒132.标定输入转速标定输入转速为齿轮箱输入轴所允许的最大转速。单位：r/min1n2n21nni=3.输入轴、输出轴的转向从船尾向前看，输入轴顺时针（右旋），或输入轴逆时针（左旋）。输入轴转向应考虑主机的转向；输出轴转向应考虑螺旋桨的转向。4.减速比齿轮箱输入轴转速与输出轴转速之比，一般以i表示：一般柴油机动力装置齿轮箱的减速比，在8以下，常用的以2~5为多，多数采用单级减速。而汽轮机和燃气轮机装置中，齿轮箱的减速比多在20以上，多数采用多级减速、行星齿轮减速。船用齿轮箱主要技术性能参数下午11时45分33秒145.标定螺旋桨推力标定螺旋桨推力即为齿轮箱推力轴承所能承受的螺旋桨推力，与此对应也有倒车推力。单位：kN6.中心距齿轮箱输入、输出轴之间的距离称之为中心距。(同中心的例外）选择中心距应考虑的因素：轴系布置、主机和螺旋桨的高度位置，主机的横向布置位置，主机和齿轮箱允许纵倾角。船用齿轮箱主要技术性能参数下午11时45分33秒157.允许工作倾斜度一般齿轮箱允许纵倾,横倾8.换向时间齿轮箱从正车换向到倒车，或相反换向，所需的时间为换向时间，一般小于或等于10s.0100159.操纵方式操纵方式指使齿轮箱处于正、倒或空车位置的操纵方式。•机械人力操纵（机旁操纵）•液压操纵10.重量与尺寸一般指齿轮箱的干重量，尺寸系指外形尺寸，用于选配、布置等。船用齿轮箱主要技术性能参数下午11时45分33秒16GW族系船用齿轮箱zGW族系:引进德国LOHMANN公司技术生产的产品，有6个系列zGWC、GWD、GWS和GWH为倒顺离合减速齿轮箱；zGWL和GWK为离合减速齿轮箱z结构特征：¾GWC系列：有二级减速（初级和终级）和换向级，输入轴和输出轴同中心，运转方向相同。双速比SGW型是GWC系列的变型产品。¾GWD系列：有一级减速（无初级）和换向级，而2根离合器轴之一变成驱动轴，输入和输出轴是角向异中心，运转方向相反。¾GWS系列：没有初级减速机构，只有终级和换向级，输入和输出是垂直异中心，动转方向相反。¾GWH系列：没有初级减速机构，只有终级和换向级，输入和输出是水平异中心，动转方向相反。¾GWL系列：没有倒顺功能，结构与GWC系列相似，但仅有初级和终级减速机构。输入输出是同中心，动转方向相同。¾GWK系列：没有倒顺功能，仅有一级减速机构，输入和输出轴是垂直异中心，动转方向相反。下午11时45分33秒17•GWC可逆转减速齿轮箱下午11时45分33秒18•GWH可逆转减速齿轮箱下午11时45分33秒19•GWL离合减速齿轮箱下午11时45分33秒20•GWS可逆转减速齿轮箱下午11时45分33秒21•GWC系列可逆转减速齿轮箱下午11时45分33秒22•GW齿轮箱下午11时45分33秒23GVA系列双机并车齿轮箱•永进GVA系列双机并车齿轮箱：整体式的推力轴承具有相当大的刚性，齿轮箱体在承受全负荷时能齿轮的正常啮合，所有受力部件及操纵机构都是安全可靠的。小齿轮经渗碳淬火和磨齿。下午11时45分33秒24双级同心式减速齿轮箱1-箱体；2、7、10、17-齿轮；6-输入轴；3-中间轴；13-输出轴；4、5、8、9、11、12、16-轴承；14-润滑油泵；15-油泵传动装置下午11时45分33秒25单级三齿轮双机并车齿轮箱1-箱体；2-输入轴；3-小齿轮；4-大齿轮；5-输出轴；6-滑动轴承；7-推力轴承；8-滑动轴承下午11时45分33秒26可变螺距螺旋桨2GWH5410A双机并车船用齿轮箱下午11时45分33秒27动力传递柴油机离合增速箱侧推桨2GWH5410A双机并车船用齿轮箱柴油机发电机消防泵柴油机柴油机侧推桨离合增速箱2GWH5410A双机并车船用齿轮箱发电机消防泵顺时针顺时针顺时针顺时针顺时针顺时针逆时针逆时针逆时针逆时针下午11时45分33秒28减速齿轮箱的选择应采用双进单出并车齿轮箱双机单桨减速、内置推力轴承、具有PTO不可逆转柴油机—减速齿轮箱—调距桨（连轴带发电机）减速、内置推力轴承不可逆转柴油机—减速齿轮箱—调距桨减速带离合器、可逆转、内置推力轴承不可逆转柴油机—减速齿轮箱—定距桨减速齿轮箱应具有的功能推进系统形式•1按推进系统形式选择减速齿轮箱的功能下午11时45分33秒29减速齿轮箱的选择应采用输入、输出在水平方向的水平偏心减速齿轮箱螺旋桨中心位置无法进一步降低、机舱高度有限制应采用高输入、低输出的垂直偏心减速齿轮箱螺旋桨中心位置偏低、机舱下部受到结构限制可采用输入、输出在同一轴线上的减速齿轮箱螺旋桨中心高低位置适中、机舱上下部位尺寸足够减速齿轮箱结构形式推进系统的尺寸特征2按推进系统布置的尺寸要求选择减速齿轮箱的结构形式下午11时45分33秒30减速齿轮箱的选择•3.按船舶吃水、航速（螺旋桨的最大可能直径）及主机转速大小考虑适当的减速比。•4.算出传扭能力，即输入额定功率（kW或BHP）/输入转速（r/min）。•5.在所有型号的减速齿轮箱选择图表上（注意船级社的不同）查出具体规格。•6.在名义减速比的基础上进一步查出实际减速比。•7.根据实际减速比核算具体规格的正确性，并核定减速齿轮箱实际输出转速。下午11时45分33秒31减速齿轮箱的选配•已知双机双桨推船，主机型号为8L20／27，Peb＝800kW，neb＝1000rpm，螺旋桨的转速为333rpm，桨的最大推力为103kN。要求选配GWC系列减速齿轮箱。下午11时45分33秒321）计算减速比2）计算传递能力3）根据减速比与传递能力选型号GWC32.35查GWC32.35资料，校核其它性能指标。·GWC32.35齿轮箱当i=3时，最大允许输入转速为(主机输出转速)·螺旋桨允许的最大推力113kN103kNmin/1000min/1800rrn=0.33331000≈=imin)//(8.01000800rkWnPebeb==下午11时45分33秒33减速齿轮箱的选配•已知主机型号为6300,Peb＝1100kW，neb＝600r／min，减速比i＝3.5，双机输入，单轴输出，主机宽度为1120mm。要求选配GV系列齿轮减速箱。下午11时45分33秒34部分减速齿轮箱选型图(GWC/GWL)下午11时45分33秒35部分减速齿轮箱选型图(GWC/GWL)下午11时45分33秒36部分减速齿轮箱选型图（GWD/GWS/GWK/GWH）下午11时45分33秒37部分减速齿轮箱选型图（GWD/GWS/GWK/GWH）下午11时45分33秒38部分减速齿轮箱选型图•GC•GVA下午11时45分33秒39120B船舶动力装置原理与设计讲义船舶动力装置原理与设计讲义船舶动力装置原理与设计讲义第第33章章船舶后传动设备船舶后传动设备2006年04月----联轴器下午11时45分33秒41简述下午11时45分33秒42联轴器技术参数术语根据联轴器工作平稳、强度等条件的限制允许使用的转矩[n]许用转速10产生周期性振幅时的转矩Ti激振转矩9在起动或变速时而产生的转矩Ts冲击转矩8联轴器承受长期周期性循环变动的转矩Tk交变疲劳转矩7联轴器最大转矩的允许值[Tmax]许用最大转矩6联轴器因瞬时过载所传递的最大转矩Tmax最大转矩5根据联轴器中薄弱环节的强度或变形等条件限制而允许长期传递的转矩[T]许用转矩4计及实际工况的影响，作为选择或计算联轴器依据的转矩Te计算转矩3根据系列化要求，设计每一规格联轴器所能长期传递的转矩Tn公称转矩2未计及实际工况对转矩影响时，联轴器所传递的稳定转矩T理论转矩1定义代号技术参数术语序号下午11时45分33秒43联轴器技术参数术语联轴器所联两轴，在规定部位上的允许径向相对偏移量[Δy]许用径向补偿量19在冲击和激振时的质量分布系数Kj质量系数18由于冲击转矩所产生的增大系数Ks冲击系数17在振动系统中，采用弹性联轴器时考虑冲击转矩增大时的系数Kv放大系数16由于交变疲劳转矩频率的影响系数Kf频率系数15考虑在温度影响下非金属弹性元件材料的强度降低系数Kt温度系数14由于起动频率而引起的附加载荷系数Kz起动系数13由于动力机类别不同而引起的附加载荷系数Kw动力机系数12由于传动轴系载荷变化和工作环境等，影响联轴器计算转矩对理论转矩的比值K工况系数11下午11时45分33秒44联轴器技术参数术语主动轴角速度突然变化时，从动轴转角的滞后量弹性回差29两半联轴器在短时最大转矩作用下，相对扭转的角度φmax最大扭转角28两半联轴器在许用转矩作用下，相对扭转的角度[φ]许用扭转角27两半联轴器在轴向产生单位变形所需的力Cx轴向刚度26两半联轴器在径向产生单位变形所需的力Cy径向刚度25两半联轴器相对转动单位角度所需的转矩C扭转刚度24联轴器在动载荷作用下的刚度Cd动刚度23