第二章 轴系的初步设计 

2。1 传动轴的材料和组成 

螺旋桨轴、艉轴、推力轴和中间轴是传动轴的主要组成部分。船舶的船型，动力 装置类型和机舱位置决定了这些轴段的数目和配置。 

一般我们所说的艉轴其实就是螺旋桨轴，如果艉轴超出船体太多就会把它分成两 段进行安装，螺旋桨安装的那段就是螺旋桨轴，另外一段跟中间轴相连的就称为艉轴。 艉轴（或螺旋桨轴）末端装有螺旋桨，而前端穿过艉轴管与船体内的中间轴相连接。 

中间轴一般是位于推力轴和艉轴之间，在传动轴中起着连接各主要轴段的作用， 它一般都是整体锻造而成，但一些小船型也可以采用材料相当的圆钢加工而成[1]。 

推力轴是为了承受推力而设置，其上有专门的推力环。在低速柴油机上，不单独 设置推力轴，而把推力轴承直接布置在柴油机内或减速齿轮箱内。 

传动轴作为船舶轴系中重要的锻钢件。民用船舶更倾向于采用优质的碳素钢作为 轴的材料。一般的材料可采用 30、35、40、45 等几种钢号锻制，其中最常采用的是 35 号钢[1]。 

2。2 轴系的设计要求 

推进轴系的工作环境比较恶劣，因为它们大部分都是位于水线以下，长期浸泡在 水中。在运转中的受力情况也十分复杂，如螺旋桨在水中旋转产生的扭应力；正倒车 产生的拉、压应力；轴系自重产生的弯曲应力；轴系安装误差、船体变形、轴系振动 以及螺旋桨的水动力等所产生的附件应力等。轴段上承受的力跟力矩一般表现出周期 性变化，有的时候也许会有突变的情况，如船舶紧急停车、频繁倒车或急转弯，或者 是在恶劣的海况中遭遇极限情况，传动轴负荷超过承受的最大值，会让轴系温度过高 更严重的是引起轴系断裂损坏。在轴系设计时，除满足在布置上的要求外，还需要对 以下几点要求进行综合： 

（1）强度和刚度要比使用要求高，并且要能较长时间进行工作； 

（2）在满足它的工作需要的条件下，还应当考虑它的制造与拆装； 

（3）设计时需要合理布置轴系，传动损失小，合理选择轴承种类、数目及润滑 方法； 

（4）尽量保证船体变形不会使得轴承承受超出极限的负荷； 文献综述

（5）确保在额定的运行转速范围内不发生扭转、横向和耦合共振； 

（6）避免海水对艉轴的腐蚀，尾管装置具有良好的密封性； 

（7）尽量选取合适的方案减小轴的长度以及重量。 

2。3 轴线的确定及布置

船舶轴系设计的第一步就是对轴系进行布置。当主机、机舱和螺旋桨的位置已初 步决定，并对船体形线和结构、传动方式和结构以及轴系结构有了充分了解和考虑后， 就可以确定轴线的数目、位置和长度，初步选定轴承位置、间距，然后在选用或设计 轴系部件，进行轴系强度计算和校中计算，最后进行修改，绘制轴系布置图及安装总 图等，船舶轴系的设计工作就算完成了。 

（1）轴线的数目 一般主机到螺旋桨之间是由好几段位于同一直线的轴互相连接起来的，这种位于

同一直线上的轴系称为轴线。轴线的数量一般都是由船舶的类型、航行性能、生命力、 主机型式及特性、装置在多种工况下的经济性及其工作可靠性等共同决定的。一般的 民用船舶都是采用不大于 3 根，大型远洋商船基本都是采用 1 根，采用 2 根的都是要 求航速较快、经常进出港口的客轮或集装箱船以及特殊要求的船舶；军用船舶为提高 航速、机动性及生命力，一般都是选用 2 根或 3 根，也有个别用到了 4 根。本文的74500 吨巴拿马散货船属于大型远洋商船，所以选用 1 根。