船舶動力裝置課程設計
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1、 船舶動力裝置課程設計 一、設計目的 1、進一步掌握艦船動力裝置的基本概念和基本理論; 2、掌握船機漿設計工況選擇的理論和方法; 3、掌握工況船舶采用雙速比齒輪箱速比優(yōu)先選計算方法; 4、掌握主機選型的基本步驟方法; 5、初步掌握船機漿工況配合特性的綜合分析方法。 二、基本要求 1、獨立思考,獨立完成本設計; 2、方法合適,步驟清晰,計算正確; 3、書寫端正,圖線清晰。 3、 已知條件 1、 船型及主要尺寸 (1) 船型:單機單槳拖網(wǎng)漁船 (2) 主尺度 序號 尺度 單位 數(shù)值 1 水線長 M 41.0 2 型寬
2、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 漿心至水面距離 M 2.5 (3) 系數(shù) 名稱 方形系數(shù)Cb 菱形系數(shù)Cp 舯刻面系數(shù) 數(shù)值 0.51 0.60 0.895 (4) 海水密度 ρ =1.024T/M3 2、設計航速 狀態(tài) 單位 數(shù)值 自航 KN 10.4 拖航 KN 3.8 3、 柴油機型號及主要參數(shù) 序號 型號 標定功率(KW) 標定轉(zhuǎn)速(r/min) 柴油消耗率(g/kwh) 重量(kg) 外形尺寸(LAH)mm 1 6E150C-1
3、163 750 238 2500 20129981325 2 6E150C-1 220 750 238 3290 25538561440 3 8E150C-A 217 1000 228 2700 206510691405 4 8E150C-A 289 1000 228 3500 25919571405 5 6160A-13 164 1000 238 3900 33808801555 6 X6160ZC 220 1000 218 3700 30699601512 7 6160A-1 160 750 238
4、3700 33808801555 8 N-855-M 195 1000 175 1176 9 NT-855-M 267 1000 179 1258 19899301511 10 TBD234V8 320 1000 212 4、 齒輪箱主要技術參數(shù) 序號 型號 額定傳遞能力kw/(r/min) 額定輸入轉(zhuǎn)速(r/min) 額定扭矩N*m 額定推力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
5、0.184--0.257 1000-2500 1193.64--2459.8 49.0 4,4.48,5.05,5.5,5.9,7.63 3 240B 0.184 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 0.257 1000-2300 4.5,5,5.5,6,6.5,7 7 SCG2503 0
6、.184 1000-2300 4,4.5,5,6,6.5,7 8 GWC3235 0.45--1.35 --1800 4283--12858 112.7 2.06,2.54,3.02,3.57,4.05,4.95 5、 雙速比齒輪箱主要技術參數(shù) 序號 型號 額定傳遞能力kw/(r/min) 額定輸入轉(zhuǎn)速(r/min) 額定推力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 MC
7、G410 0.74--1.84 400--1200 147.0 1--4.5 4 S300 0.18--0.26 750--2500 49.03 2.23,2.36,2.52,2.56 5 SD300 0.18--0.24 750--2500 49.03 ,4,4.48,4.6,4.95 4、 計算與分析內(nèi)容 1、 船體有效功率,并繪制曲線 2、 確定推進系數(shù) 3、 主機選型論證 4、 單速比齒輪箱速比優(yōu)選,槳工況特性分析 5、 雙速比齒輪箱速比 6、 綜合評判分析 5、 參考書目 1、 《漁船設計》 2、 《船舶推進》 3、 《船舶概
8、論》 4、 《船舶設計實用手冊》(設計分冊) 6、 設計計算過程與分析 1、 計算船體有效功率 (1) 經(jīng)驗公式:EHP=(E0+△E)△√L ① 式中:EHP------船體有效馬力,△------排水量(T),L------船長(M)。在式①中船長為41.0M時,△E的修正量極微,可忽略不計。所以式①可簡化為EHP=E0△√L。根據(jù)查《漁船設計》 5、 可知E0計算如下:船速v=10.41.8523.6=5.35M/S,L=41.0,Cp=0.60;V/(L/10)3=(400.01.024)/(4110)3=5.67;v/√gl=5.35/
9、√(9.841)=0.27;通過查《漁船設計》可得E0=0.072。 (2) 結(jié)果:EHP=E0△√L =184.41 2、 不確定推進系數(shù) (1)公式PC=PE/PS=ηcηsηpηr 式中PE:有效馬力;PS:主機發(fā)出功率;ηc:傳動功率;ηs:船射效率;ηp:散水效率;ηr:相對旋轉(zhuǎn)效率。 (2) 參數(shù)估算 伴流分數(shù):w=0.77Cp-0.28=0.182 推力減額分數(shù):由《漁船設計》得t=0.77Cp-0.3=0.162 ηs=(1-t)/(1-w)=(1-0.162)/(1-0.182)=1.02 取ηc=0.96;ηp=0.6;ηr=1.0 (3) 結(jié)果PC=η
10、cηsηpηr=0.961.020.61.0=0.575 3、主機選型論證 (1)根據(jù)EHP和PC選主機 主機所需最小功率Psmin=PE/(PC)=184.41/0.575=320.7馬力=235.7KW 參數(shù)10%功率儲備:Ps=Psmin(1+10%)=259.27KW 查柴油機型號及主要參數(shù)表選擇NT-855-M型柴油機 參數(shù):額定轉(zhuǎn)速:1000r/min 額定功率:267KW 燃油消耗率:179g/kw.h (2) 設計工況點初選 a、取漿徑為1.9M,葉數(shù)Z=4,盤面比為0.40和0.55 b、確定漿轉(zhuǎn)速范圍 225r/min左右 4
11、、 單速比齒輪速比優(yōu)選,槳工況點配合特性分析 (1) 設計思想:按自航工況下設計 (2) 設計參數(shù)及計算: a、螺旋槳收到的馬力DHP: DHP=EHP/(ηsηpηr)=184.41/(1.020.61.0)=301.3馬力 b、√P=√(DHP/ρ)=√(301.3/1.024)=17.15 c、槳徑D:D=1.6 d、自航航速vs=10.4KN 拖航航速vs`=3.8KN e、進速 va=vs(1-w)=10.4(1-0.182)=8.51 f、估計槳轉(zhuǎn)速:225r/min 根據(jù)圖譜計算 (3) 具體計算 根據(jù)槳徑D=1.9M,用B4-40和B4-55圖
12、譜計算轉(zhuǎn)速為200r/min,225r/min,250r/min,275r/min,300r/min,航速為10.4KN時槳的螺距比H/D,敞水效率ηp,并繪制圖譜求得最佳ηp和H/D。 (4)列表計算: 序號 計算項目 1 槳徑D(M) 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 2 槳轉(zhuǎn)速n(r/min) 200 225 250 275 300 3 航速VS(kn) 10.4 10.4 10.4 10.4 10.4 4 進速VA(rw) 8.51 8.51 8.51 8.51 8.51 5 直徑系數(shù)δ=3.2
13、8nD/VA 146.5 164.8 183.1 201.4 219.7 6 功率系數(shù)Bp=n√p/VA2.5 16.2 18.3 20.3 22.3 24.4 查B4-40圖譜 7 ηp 0.608 0.626 0.615 0.599 0.581 8 H/D 1.07 0.99 0.81 0.76 0.64 9 H(M) 2.03 1.88 1.54 1.44 1.22 查B4-55圖譜 10 ηp 0.605 0.621 0.609 0.591 0.57 11 H/D 1.05 0.91 0.87
14、 0.73 0.70 12 H(M) 2.00 1.73 1.65 1.39 1.33 (5) 作圖確定槳各項最佳參數(shù): (6)通過作圖確定槳的各相應參數(shù): 項目 B4-40 B4-55 槳速r/min 230 225 ηp 0.623 0.621 H/D 0.97 0.91 H(M) 1.84 1.84 D(M) 1.9 1.9 通過作圖確定出此船在自航狀態(tài)下即航速VS=10.4KN時,槳的最佳轉(zhuǎn)速,從而準確得出自航狀態(tài)下的減速比。 (7) 選擇單速比齒輪箱 參數(shù):a、主機輸出扭矩 Ne=9550PN/nN=267/1000
15、9550=2550NM b、主機轉(zhuǎn)速 n=1000 rpm c、減速比 i=4.5 根據(jù)以上參數(shù)選擇: 齒輪箱型號:SCG3503 外形尺寸:8548801312 傳遞能力:0.257kw/r/min (8) 分析自航狀態(tài)下的機槳配合特性 λ p λ p1 ηp ηc (%) C D B A Pe Pp 100 (%) 圖中A點為船自航狀態(tài)下的設計配合點,即額定工況點,此時主機在設計負荷下工作,主機可發(fā)出額定功率,螺旋槳亦可發(fā)出設計推力,使船在自航設計航速即10.4KN航行。 (9) 雙速比齒輪箱速比優(yōu)選、槳工況配合分
16、析 ①設計思想: 根據(jù)拖航工況選擇減速比,由上面自航時的兩種盤面比對應的參數(shù)求出拖網(wǎng)時再吸收全部主機功率情況下具有的最大推力的螺旋槳的轉(zhuǎn)速及減速比。 ②設計參數(shù): 拖航航速:vs=3.8kn 進速:va=0.515vs(1-w)=1.71m/s ③具體計算(查《船舶原理與推進》P186) 序號 計算項目 1 槳徑D(M) 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 2 槳轉(zhuǎn)速 200 225 250 275 300 3 航速VS(kn) 10.4 10.4 10.4 10.4 10.4 4 進速VA(rw
17、) 1.71 1.71 1.71 1.71 1.71 5 0.27 0.24 0.22 0.20 0.18 6 1079.5 959.6 863.6 785.1 720.1 7 0.0383 0.0269 0.0195 0.0147 0.0114 查B4-40圖譜 8 H/D 0.87 0.72 0.63 0.53 0.434 9 KT 0.295 0.24 0.196 0.165 0.09 10 ηp 0.336 0.338 0.341 0.345 0.35 11 4376 450
18、6 4568 4638 4523 12 Te=T(1-t) 3667 3776 3828 3887 3700 查B4-55圖譜 13 H/D 0.85 0.70 0.62 0.525 0.43 14 KT 0.293 0.236 0.192 0.163 0.089 15 ηp 0.333 0.335 0.338 0.34 0.346 16 4346 4431 4541 4582 4473 17 Te=T(1-t) 3642 3713 3805 3840 3659 ④作圖確定最佳參數(shù) 0.9 0.
19、7 0.5 0.3 0.4 0.3 0.1 0.2 0.4 0.3 0.2 0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 (10) 通過兩種盤面比的螺距比確定槳的轉(zhuǎn)速、敞水效率 項目 B4-40 B4-55 D(m) 1.9 1.9 H/D 0.72 0.80 ηp 0.338 0.334 n(r/min) 225 220 相應減速比 4.44 4.54 (11) 空泡校核 項目 B4-40 B4-55 VS(kn) 3.8 3.8 va=0.515vs(1-w) 1.6 1.6 D(m) 1.
20、9 1.9 H/D 0.72 0.80 ηp 0.338 0.334 246.5 241 249.4 243.9 0.5ρv20.7 12769 12689 P-PV 16511 16581 1.29 1.32 0.25 0.258 T(kg) 4506 4414 1.41 1.37 1.03 1.38 按表中的數(shù)據(jù)繪制成曲線圖APMIN 根據(jù)上圖可得出螺旋槳設計參數(shù)自航與拖航的減速比: 盤面比 0.62 螺距比 0.7 自航航速 10.4kn 螺旋槳直徑 1.9m 自航
21、ηp 0.622 拖航ηp 0.336 自航時減速比 4.4 拖網(wǎng)時減速比 4.49 (12) 選擇雙速比齒輪箱 型號:GTW32.35 額定輸入轉(zhuǎn)速: -1800(r/min) 速比范圍:2-6 額定傳遞能力:0.52-1.32Kw/r/min 拖航 (13) 機槳配合工況分析 VS nN/i1 nN/i2 i1MPN i2MPN П I B A C 自航 Pe Pp 如上圖所示,曲線I為自航對槳推進特性曲線為拖網(wǎng)時推進特性曲線,A點為設計工況點,即MCR點。 自航時,機槳在設計工況下工作,即在A
22、點工作,此時主機發(fā)足功率,槳吸收全部功率,船以設計航速前行。 拖網(wǎng)時,船阻力較大,p減小,槳推進曲線上移,此時若還用第一級傳動比傳動,主機必須發(fā)出超出額定功率的功率,這樣將不利于主機的工作和機槳的配合。若用第二級傳動比傳動,可是機槳配合點在B點,這樣主機能發(fā)足功率,槳可以吸收全部扭矩來運轉(zhuǎn),使船在拖航時仍在設計航速下順利航行,此時主機轉(zhuǎn)速仍未額定轉(zhuǎn)速,因而船、機、槳均在設計工況(拖航)下運行。 (14) 綜合評價分析: 用單速比齒輪箱傳動時,拖航時主機功率不足,油耗大,經(jīng)濟性差,同時主機功率有大量剩余,而槳又吸收不到全部扭矩,航速將降低,在運行工況惡化時甚至造成主機熱負荷大大
23、增加,使主機不能正常工作。 用雙速比齒輪箱傳動時,可以使主機在拖航和自航中都發(fā)出全部功率,使主機在兩種工況下都能按額定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn),使主機處于最佳狀態(tài),提高了經(jīng)濟性。漁船在拖網(wǎng)時,螺旋槳的效率相對自由航行時要低的多,但考慮與直接傳動定距槳相比,由于槳速可以選配,自由航行時效率可提高,對于高增壓中速柴油機更好適宜,同時配合特性曲線圖可以看出槳的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。 另一方面,用了減速齒輪箱,由于傳動比效率,主機發(fā)出功率將被消耗掉一部分,同時齒輪箱也占據(jù)了一部分空間,使機艙中布置更為緊湊。 軸系設計與校核 一、 設計任務書 (一) 已知條件 1、 船舶基本參數(shù) 船型:單機單槳拖網(wǎng)漁
24、船 船速:自航10.4kn,拖航3.8 水線長:41.0 型寬:7.8 型深:3.6 噸位:400.0 2、 主要技術參數(shù) 型號:NT-855-M型柴油機 額定轉(zhuǎn)速:1000r/min 額定功率:267KW 燃油消耗率:179g/kw.h 3、螺旋槳參數(shù) 直徑:1.9m 重量:1050kg 材料:鑄鋼 4、軸線長度 1100 4100 主機輸出法蘭 RA 3000 3500 (二)、完成任務 1、軸徑估算,強度初步校核; 2、確定各軸段,各部分結(jié)構尺寸; 3、選擇
25、合適的傳動裝置,支承部件; 4、進行軸系布置,并繪制軸系布置圖; 5、軸系較中計算; 6、尾軸管置結(jié)構設計,并繪制尾軸管總圖; 7、繪制機艙軸承傳動部分的裝備圖。 二、軸徑估算,強度校核初步: (一)軸系軸徑計算 序號 名稱 符號 單位 公式及來源 數(shù)值 1 中間軸螺旋槳軸材料 35#鋼 2 中間軸螺旋槳軸標定校核強度下限 σb N/mm2 按航規(guī) 225.4 3 軸傳遞額定功率 Pn Km 按主機說明書 267 4 額定功率相應轉(zhuǎn)速 nN r/min
26、按主機說明書 1000 5 中間軸直徑部分系數(shù) C 按船規(guī) 1.0 6 螺旋槳直徑部分系數(shù) C2 按船規(guī) 1.22 7 中間軸最小直徑 d`2 mm 94.7 8 螺旋槳軸最小直徑 d`k mm 116.5 9 選用中間軸基本直徑 dZ mm 150 10 選用螺旋槳軸基本直徑 dK mm 180 (二) 軸系強度計算 1、中間軸強度計算 序號 名稱 符號 單位 公式及來源 數(shù)值 1 中間軸基本軸徑 dZ cm 15 2 中間軸轉(zhuǎn)速 nn rpm 225 3 中
27、間軸傳遞最大功率 Pn kw 267 4 中間軸的截面模數(shù) wZ cm3 3 662.3 5 中間軸傳遞最大扭矩 Mn Ncm 815895 6 扭矩引起的剪應力 τ N/cm2 τ= Mn / wZ 1353.7 7 螺旋槳效率 ηp ηp=0.6-0.78 0.622 8 螺旋槳推力 T N 31030.3 9 螺旋槳推力引起的壓應力 σy N/cm2 175.7 10 中間軸材料密度 ρ g/cm2 機械零件設計手冊 7.69 11 單位長度負荷 q N/cm 13.3
28、12 整鍛法蘭(D=4M,b=2.8M) G0 N 541 13 兩軸承間距 l cm 410 14 a段距離 a cm 110 15 b段距離 b cm 290 16 軸承反作用力 RA N 2593.1 17 軸承引起彎矩 Mw Ncm 239266 18 軸承曲模數(shù) W cm3 =3/2 331 19 軸重引起彎曲應力 σw N/cm2 361.3 20 合成應力 σH N/cm2 改 1462 21 由安裝誤差引起彎曲應力 σw1 N/cm2 2000
29、 22 安裝系數(shù) n N/cm2 6.86 23 許用安全系數(shù) [n] 船舶設計手冊 2.5-5.8 24 結(jié)論 n>[n] 中間軸安全 2、螺旋槳強度計算 序號 名稱 符號 單位 公式及來源 數(shù)值 1 螺旋槳軸最大扭矩 Mn Ncm 9550*P/nn*i 1099269 2 螺旋槳軸徑 dt cm 18 3 螺旋槳軸截面系數(shù) wc cm3 3 1241 4 螺旋槳軸截面面積 Fc cm2 326.7 5 由扭矩引起的剪應力 τ N/cm2 884 6 螺旋槳推力 T
30、N 31030.3 7 由螺旋槳推力引起的剪應力 σy N/cm2 129 8 系數(shù) ξ 1.04 9 合成應力 σH N/cm2 1792 10 材料屈服極限 σs N/cm2 按船規(guī) 22460 11 安全系數(shù) n n=σs/σH 12.5 12 許用安全系數(shù) [n] 按船舶設計使用手冊 2.8-5.8 13 結(jié)論 n>[n],安全 滿足強度要求 三、 軸段各部分尺寸 Φ280 (1) 槳軸 Φ150 Φ185 Φ190 Φ195 Φ130 120 400 150
31、 950 1550 650 660 尺寸來源: 取錐度k=1:15 則有Lk=(1.3-3.3)Dk=(1.3-3.3)185=476mm dk=Dk-kLk=185-1/15476=153mm d0=(0.75-0.9)dk=(0.75-0.9)150=125mm 取L0=125mm 螺旋槳從里往外裝 取后尾管徑Φ190前尾軸頸為Φ195 后尾軸長L2`=(4-5.5)Dk=930mm 取軸頸長為950 前尾軸長L0=(3-4)Dk=610mm 取軸頸長為650 (2) 中間軸 Φ150 2500 (三) 整段法蘭 由D=150得D1=
32、300mm D2=230mm b1=40mm d1=38mm 螺紋直徑為M36 (四) 傳動裝置與支撐部件 1、 傳動裝置 主機是高速柴油機,因此采用齒輪箱傳動 2、 支承部件 采用兩個尾軸承支承,因中間軸較長故也需設一個中間軸承,軸承材料選用鐵梨木,需用壓力為0.29MPa 前尾軸承 ds=190mm Ls=610mm 后尾軸承 ds=195mm Ls=930mm 四、 軸系較中計算 QP=10690 (一) 計算過程 1000 H G D E F C B A 500 2000 1100 320 2550 500 2
33、673 1536 1939.5 F D E G C B A H 1、 建立計算模型 (1) 各軸段載荷計算 a、 qAC=π/4dk2r=2025N/M 查表得Φ=1.34 ∴q`AC=ΦqAC=2673N/M b、qDF=π/4dz2r=1436N/M 查表得Φ=1.08 ∴q`DF=ΦqDF=1536N/M C、qCD=( q`AC`lCG+ q`DFlGD)/lCD=1939.5N/M (2)各段截面慣性矩 IBC=π/64dZ4=π/640.1854=5.710-5m4 IEF=IDE=π/64dE4=π/640.150
34、4=2.510-5m4 ICD= (IBClCG+IDElDG)/lCD=3.6510-5m4 (3)各軸段相對剛度 KBC=IBC/LBC=5.710-5/2550=2.2810-8 KCD=ICD/LCD=3.6510-5/3100=1.1710-8 KDE=IDE/LDE=2.510-5/900=2.810-8 KEF=IEF/LEF=2.510-5/500=510-8 (4)各節(jié)點兩側(cè)分配系數(shù) λBC=1 λCB=KBC/(KBC+KCD)=0.66 λCD=1-λCB=0.34 λD
35、C=KCD/(KCD+KDE)=0.29 λDE=1-λDC=0.71 λED=KDE/(KDE+KEF)=0.33 λEF=1-λED=0.67 λFE=0 2、 用力矩分配法列表計算各節(jié)點彎矩總和 (1)求各節(jié)點初始固定彎矩 MAB=-QPLAB-0.5qAC`LHB2=-7700NM MBC=qBC`LBC2/12=1292NM MCD=qCD`LCD2/12=1553NM MDE=-MED=qDE`LDE2/12=104NM MEF=qEFLEF2/12=32NM 3、列表計算 支點 B C
36、 D E F 分配系數(shù) 1 0.66 0.34 0.29 0.71 0.333 0.667 0 固定彎矩 -7700 1292 -1292 1553 -1553 104 -104 32 0 第一次分配 及傳遞 (6408) 6408 -172 -86 3204 (-261) -89 420 210 -44 (1449) 1029 25 12 514 (76) 51
37、 0 0 25 第二次分配 及傳遞 (86) 86 -2253 -1126 43 (-3414) -1161 9 4 -580 (32) 23 -171 -85 11 (-514) -343 0 0 -171 第三次分配 及傳遞 (1126) 1126 -31 -15 563 (-47) -16 193 81 -8 (665) 472 -4 -2
38、236 (-11) -7 0 0 -3 第四次分配 及傳遞 (15) 15 -425 -212 7 (-644) -219 3 1 -108 (10) 7 -79 -39 3 (-236) -157 0 0 -78 第五次分配 及傳遞 (212) 212 -5 -2 106 (-8) -3 35 17 -1 (147) 84 -1
39、 0 41 (-3) -2 0 0 -1 第六次分配 及傳遞 (2) 2 -81 -40 1 (-123) -42 0 0 -21 (1) 1 -14 -7 0 (-41) -27 0 0 -13 第七次分配 及傳遞 (40) 40 -1 0 20 (-1) 0 8 4 0 (28) 20 0 0
40、 10 (0) 0 0 0 0 第八次分配 及傳遞 (0) 0 -16 -8 0 (-24) -8 0 0 -4 (0) 0 0 0 0 (0) 0 0 0 0 第九次分配 及傳遞 (8) 8 0 0 4 (0) 0 1 0 0 (4) 3 0 0
41、 1 (0) 0 0 0 0 第十次分配 及傳遞 (0) 0 -3 -1 0 (-4) -1 0 0 0 (0) 0 0 0 0 (-1) -1 0 0 0 第十一次分配 及傳遞 (1) 1 0 0 0 (0) 0 0 0 0 (0) 0 0 0 0
42、 (0) 0 0 0 0 彎矩總和 -7700 7700 -336 336 -1649 1649 454 -454 -234 (2) 求各結(jié)點支反力: 10690 RC1 RB 336 7700 由∑MC1=0得:2.5RB-7700-336-106903-0.526733.322=0 求得:RB=25535N 由∑MB=0得:-2.5RC1+0.526732.52-0.50.8222673-10690-336=0 求得:RC1=-1428N -33
43、6 -1649 RD1 RC2 由∑MD1=0得:RC23.1+336+1536-0.519403.12=0 求得:RC2=2403N 由∑MC2=0得:-RD13.1+336+1536+0.519403.12=0 求得:RD1=3611N 454 1649 RD2 RE1 由∑ME1=0得:RD21-1536-454-0.5121536=0 求得:RD2=2758N 由∑MD2=0得:-RE11-1536-454+0.5121536=0 求得:RE1=-1222N RE2
44、 RF -454 -234 由∑MF=0得:RE20.5+454+234-0.515360.52=0 求得:RE2=-992N 由∑ME2=0得:-RF0.5+454+234+0.515360.52=0 求得:RF=1760N ∴各支點反力為:RB=25535N RC=975N RD=6369N RE=-2214N RF=1760N 3、 校核 (1) 支反力總和R=RB+RC+RD+RE+RF=255
45、35+975+6369-2214+1760=32425N (2) 軸系載荷總和為10690+26733.37+19402.9+15361.5=31628N 由以上可知支反力總和與載荷總和相等,故計算合格 2、 軸承負荷的調(diào)整 1、 支承B抬高0.1mm時,各結(jié)點彎矩總和 (1) B抬高0.1mm時,產(chǎn)生彎矩 =62.0410102.2810-8/2.5 =1116NM (2) 列表計算 支點 B C D E
46、 F 分配系數(shù) 1 0.66 0.34 0.29 0.71 0.333 0.667 0 固定彎矩 1116 1116 第一次分配 及傳遞 -1116 -737 -368 -558 -379 -189 第二次分配 及傳遞 368 368 184 184 190 64 32 95 125 62 第三次分配 及傳遞 -184 -162 -81 -92 -84
47、 -28 -14 -42 -67 -11 -5 -33 -21 -10 第四次分配 及傳遞 81 70 35 40 36 14 7 18 33 11 5 16 22 11 第五次分配 及傳遞 -35 -31 -15 -17 -16 -7 -3 -8 -16 -5 -2 -8 -11
48、 -5 第六次分配 及傳遞 15 7 3 7 13 3 1 6 7 3 1 3 5 2 第七次分配 及傳遞 -3 -5 -2 -1 -3 -2 -1 -1 -5 -2 -1 -2 -1 0 第八次分配 及傳遞 2 2 1 1 0 0 0
49、 0 2 0 0 1 2 1 第九次分配 及傳遞 -1 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 彎矩總和 1 191 -191 -16 16 3 -3 -1 (3) 求各結(jié)點支反力 191 1 B C1 RC1 RB 由∑MC1=0得RB2.5-191-1=0 ∴
50、RB=76.8N 由∑MB=0得RC12.5-191-1=0 ∴RC1=-76.8N -191 -16 RD1 C2 D1 RC2 由∑MD1=0得RC23.1+191+16=0 ∴RC2=-66.8N 由∑MC2=0得-RD13.1+191+16=0 ∴RD1=66.8N 16 3 RE1 RD2 E1 D2 由∑ME1=0得RD21-3-16=0∴RD2=19N 由∑MD2=0得-RE11-3-16=0∴RE1=-19N -1 F E2 -3 RF RE2 由∑MF=0得0.5RE2+3+1=0∴RE2=-8N
51、 由∑ME2=0得-0.5RF+3+1=0∴RF=8N ∴各點總支反力為: RB=76.8N RC=-143.6N RD=85.8N RE=-27N RF=8N 2、 支承C抬高0.1mm時,各結(jié)點彎矩總和 (1)C抬高0.1mm時,產(chǎn)生彎矩 MDC=MCD=6EkCD/LCD =462NM MBC`=MCB`=-1116NM (2)列表計算 支點 B C D E F 分配系數(shù) 1 0
52、.66 0.34 0.29 0.71 0.333 0.667 0 固定彎矩 -1116 -1116 462 462 第一次分配 及傳遞 1116 432 216 558 222 -134 -67 111 -328 -164 第二次分配 及傳遞 -216 -324 -162 -108 -167 -32 -16 -83 -79 55 -27 -39 109 54 第三次分配
53、 及傳遞 162 82 41 81 42 33 16 21 77 13 6 38 26 13 第四次分配 及傳遞 -41 -64 -32 -20 -33 -8 -4 -16 -19 -13 -6 -9 -35 -17 第五次分配 及傳遞 32 16 8 16 8 6 3 4 16
54、 3 1 8 6 3 第六次分配 及傳遞 -8 -12 -6 -4 -7 -2 -1 -3 -3 -3 -1 -1 -5 -2 第七次分配 及傳遞 6 3 1 3 2 1 0 1 3 0 0 1 1 0 第八次分配 及傳遞 -1 -2
55、 -1 0 -1 0 0 0 -1 0 0 0 -1 0 彎矩總和 -1 -459 459 361 -361 -101 101 51 (3) 求各結(jié)點支反力 -459 -1 RC1 RB C1 B 由∑MC1=0得 RB2.5+459+1=0 ∴RB=-184N RC1=184N 361 459 RD1 RC2 D1 C2 由∑MD1=0得RC23.1-459-361=0 ∴R
56、C2=264.5N RD1=-264.5N -361 RE1 RD2 E1 D2 -101 由∑ME1=0得RD21+361+101=0 ∴RD2=-462N RE1=462N 101 RF RE2 F E2 51 由∑MF=0得RE20.5-101-51=0 ∴RE2=304N RF=-304N ∴各支點支反力: RB=-184N RC=448.5N RD=-726.5N RE=766N RF=-304N 3、 支承D抬高0.1mm時,各結(jié)點彎矩總和 (1)D抬高0.1mm時,產(chǎn)生彎矩 MCD=MDC=-462NM M
57、DE=MED=6EkDE/LDE=3426NM (2) 列表計算 支點 B C D E F 分配系數(shù) 1 0.66 0.34 0.29 0.71 0.333 0.667 0 固定彎矩 -462 -462 3426 3426 第一次分配 及傳遞 0 305 152 0 157 -860 -430 78 -2104 -1142 -571
58、-1052 -2284 -1142 第二次分配 及傳遞 -152 284 142 -76 146 143 71 73 350 351 175 175 701 350 第三次分配 及傳遞 -142 3 1 -71 2 -72 -36 1 -176 -58 -29 -88 -117 -58 第四次分配 及傳遞 -1 71 35 0
59、36 8 4 18 20 29 14 10 59 29 第五次分配 及傳遞 -35 -3 -1 -17 -1 -9 -4 0 -23 -3 -1 -11 -7 -3 第六次分配 及傳遞 1 14 7 0 7 0 0 3 1 3 1 0 8
60、 4 第七次分配 及傳遞 -7 0 0 -3 0 -1 0 0 -3 0 0 -1 0 0 第八次分配 及傳遞 0 2 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 第九次分配 及傳遞 -1 0 0 0 0 0 0 0
61、 0 0 0 0 0 0 彎矩總和 -1 509 -509 -1080 1080 1639 -1639 -820 (3)求各結(jié)點支反力 B C1 -1 509 RB RC1 由∑MC1=0得 RB2.5-509+1=0 ∴RB=203.2N RC1=-203.2N -509 -1080 C2 D1 RD1 RC2 由∑MD1=0得RC23.1+509+1080=0 ∴RC2=-512.6N RD1=512.6N E1 D2 1
62、639 1080 RE1 RD2 -1 由∑ME1=0得RD21-1080-1639=0 ∴RD2=2719N RE1=-2719N -820 -1639 RF E2 F RE2 由∑MF=0得RE20.5+1639+820=0 ∴RE2=-4918N RF=4918N ∴各支點支反力: RB=203.2N RC=-715.8N RD=3231.6N RE=-7637N RF=4918N 4、 支承F抬高0.1mm時,各結(jié)點彎矩總和 (1)F抬高0.1mm時,產(chǎn)生彎矩 MEF=6EkEF/LEF=12237NM (2)
63、列表計算 支點 B C D E F 分配系數(shù) 1 0.66 0.34 0.29 0.71 0.333 0.667 0 固定彎矩 -12237 -12237 第一次分配 及傳遞 4079 2040 8158 4079 第二次分配 及傳遞 -592 -296 -1448 -724 第三次分配 及傳遞
64、 195 97 101 50 241 120 483 241 第四次分配 及傳遞 -97 -48 -49 -24 -121 -60 第五次分配 及傳遞 48 24 24 12 20 10 40 20 第六次分配 及傳遞 -24 -12 -6 -3 -16 -8 第七次分配
65、 及傳遞 10 5 5 2 3 1 5 2 第八次分配 及傳遞 -5 -2 -1 0 -2 -1 第九次分配 及傳遞 1 0 1 0 0 0 1 0 彎矩總和 -1 192 -192 -584 584 3551 -3551 -7895 (3)求各結(jié)點支反力
66、192 -1 RB RC1 C1 B 由∑MC1=0得 RB2.5-192+1=0 ∴RB=76.4N RC1=-76.4N -584 -192 RC2 RD1 D1 C2 由∑MD1=0得RC23.1+192+584=0 ∴RC2=-250.3N RD1=250.3N 3551 584 RD2 D2 RE1 E1 由∑ME1=0得RD21-584-3551=0 ∴RD2=4135N RE1=-4135N -7895 -3551 RE2 RF F E2 由∑MF=0得RE20.5+3551+7895=0 ∴RE2=-22892N RF=22892N ∴各支點支反力: RB=76.4
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