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船舶入级规范2002第4篇第4章第2节第1页挪威船级社第2节齿轮传动装置A概述A100适用范围101本节要求适用于需经认证的齿轮传动装置，见第2章第1节A200。适用本规则齿轮传动装置是综合的组件，如冷却器、泵和滑油管系。但是，齿轮的设计使用寿命缩短，如自升式滨海装置的顶升机械，可与本规则有部分的偏离。其规定在DNV-OS-D101D中。见第1节关于轴系和刚性联轴节以及第3节离合器。102第2章描述了对旋转机械的一般要求，并成为第3、第4和第5章各节的基础。A200送审文件201应提交认可的图纸：a）包括零件列表的布置图：—装置的纵向剖面图—横向剖面图（适用于多于两根轴的齿轮箱）b）详图2）：—小齿轮和齿轮3）—轴—毂—离合器和联轴节—其它功率传递部件c）齿轮箱罩（除非壁厚和轴承支撑，包括主推力轴承支撑在纵向剖面图中已示出）d）齿轮箱固定，包括楔块计算，如果适用。e）示意性的滑油系统原理图包括设置的报警点和指示器位置。1）布置图应尽实际可能的包含更多的详细信息以减少图纸总数，例如，如果上述b）中所列其他项目的所有详细信息能在布置图中给出，则这些项目的单独的图纸不需提交。2）图纸应清楚的示出所有细节如倒角、键槽和其它应力集中源、收缩量（也对于轴承）、拔模锥度、表面粗糙度、螺栓预紧等，以及材质型号和机械特性包括NDT说明书。“所有细节”意指根据B中相关标准进行评估所必须的数据。3）小齿轮和齿轮通常可在纵剖面图中完全描述清楚，且202b）中所列项目的特性在一个数据表中给出（图表号：71.10a）。但是，如果小齿轮和齿轮的制造厂为转包商，则单独的零件图应提交认可。202需提交认可的参数：a）轴系对正接受标准（根据第1节A403要求轴系对正计算书）。b）表A1中列出每级齿轮的数据。不同的数据在入级附注41.2中说明。一个特殊的数据表—齿轮计算数据表，图表号71.10a已备有。203应提交的仅获取信息的资料：a）对于焊接结构的功率传递部件，接头、焊接程序、填料特性和焊后热处理的全部细节内容应说明。b）轴承应备以下证明文件：—滚柱轴承的计算使用寿命(L10a，根据ISO281)—材料、公称表面压力和油膜轴承的说明c）制造厂描述的工作中的检查及维护例行程序的摘要概述。204如有要求需提供的资料：a）如果制造厂要求基于非本规范和入级附注描述的其它方法进行认可（如特殊计算方法和试验），则要求提供额外的资料。原则见第2章第3节A100。b）对于认可取决于获得一定的有利的表面载荷分布的齿轮级，要求提供在一些选定部件载荷下的齿接触模式说明及在额定载荷下这种模式如何达到规定的齿面载荷分布。c）高速齿轮箱（如蒸气驱动）和旋转部件无机加工面的某些中速齿轮箱的平衡说明d）蒸气涡轮驱动的齿轮箱的热功率额定值计算。B设计B100一般要求101设计原则见第2章第3节A100。管系和管子、泵、滤器和冷却器等辅助设备的一船舶入级规范2002第4篇第4章第2节第2页挪威船级社般设计要求，见第6章和第7章的适用部分。齿轮传动装置中的所有组件其设计应满足所有相关载荷情况，如额定功率或过载，包括装置运行的所有驱动工况。关于动载荷，见第3章第1节G。102传动装置的详细计算见入级附注41.2。包含了齿根强度计算（断裂）、法兰面耐蚀性（点蚀、剥落和压溃）和刮伤等计算用的信息。103轴系和刚性联轴节的要求见第1节。104若考虑到对完成型式认可过程的必须性，型式试验也作要求。型式试验的细节需特殊考虑。对于特殊设计的齿轮，型式认可以满意的运行经历待定，如经过1000至3000小时的运行。105用于具有冰区入级符号的船舶的齿轮传动装置，贯穿本节的的标准中，使用系数KA和KAP由KAice（见第5篇第1章）代替，除非KAice较大。106齿轮传动装置，特别是PTO分支，在低载荷范围内高于第3章第1节G303e）规定的振动力矩可予接受。传动装置、轴，特别是轴承，若依此振动工况设计，可予接受。107作为齿轮箱润滑、液压操作和冷却系统的主要部分的部件，采用下述设计要求：—泵、冷却器、管系、滤器、阀等，见第6章。—电机，见第8章—弹性软管需为认可型式的。B200传动装置201齿轮齿应设计得具有表B1给出的最小安全系数。由于FZG试验结果分散，计算中使用的FZG等级比规定的级别低一级。任一齿轮若使用规定的FZG等级高于12的油，则应备有实际油料的试验结果，试验报告应来自于公认的实验室和/或油料供应商。202齿轮设计可能受到如201中提及的标准的约束。比如，如果运行经验表明不同于201中所述的故障模式成为问题（如从主动法兰开始的斜断口，灰变逐步变成点蚀），则尽管满足201的标准，齿轮的设计仍不予接受。203齿轮的设计应考虑到所有相关载荷工况，如第3章第1节（柴油机）和其它相关章节描述的动载。如果振动或冲击载荷导致反向扭矩，则这种影响应予考虑。204齿轮验收可基于认可的试验。205对于波罗的海冰级齿轮，使用KAice计算中假定载荷循环次数等于3·106。这是对通常的，开放海域的补充。这种严格的标准是决定性的。B300焊接齿轮设计301如果1个设计为高循环（＞108）的小齿轮或齿轮为焊接式的，则焊缝和HAZ处的许用循环应力范围（主应力）限定在裂纹扩展临界值的2/3。这取决于焊缝质量（即无损探伤试验说明书）的内外缺陷。作为一种简化，可采用下述：—对于全焊透焊缝，表面非常光顺或所有表面都已机加工，并作了100%的表面缺陷试验（无线形指示＞1mm）和根据ISO5817B级要求的内部缺陷试验，则许用应力范围为50MPa—如上，但不是非常光顺或已机加工或地表面，则许用应力范围为30MPa—对于有不可接近的暗面的焊缝，许用应力范围为15MPa。若齿轮设计为低应力循环次数（＜＜108），较高的许用应力范围可接受，或者可选较少的焊缝检查。302实际应力范围的计算（通常通过FME）应考虑到小齿轮或齿轮的全载荷循环以及焊缝处的应力集中和由于焊缝圆角半径或形状引起的FAZ。303焊接小齿轮或齿轮应消除应力。如果应力消除不是热处理程序的最后一步（如，接下来为表面硬化），则301中的许用值减小30%。B400收缩配合的小齿轮和轮401小齿轮和轮的收缩应设计得能防止有害的磨蚀、大的滑移和微小的位移。402大的滑移和磨蚀标准在第1节B400中给出。轴向力和倾覆力矩的影响应予考虑。403铰制收缩配合应有防微小位移的最小船舶入级规范2002第4篇第4章第2节第3页挪威船级社安全系数2.0，基于规定的反复最大扭矩。这意味着齿缘和毂间的局部剪应力τ应小于局部摩擦力的一半（P+σ）μ：（P+σ）μ/τ＞2=Flim/FP=公称收缩配合压力σ=由齿轮啮合力引起的局部径向应力μ=摩擦系数可用下述方法：每单位面宽的公称切向力：Ft=2000T/（bd1）T=小齿轮力矩（Nm）b=收缩配合面的面宽（mm）d1=小齿轮的参考直径（mm）用于计算中每单位面宽的力：F=FtKA如果轴向齿力方向的位移被凸缘所限制，或人字齿轮缘由一体构成。F=FtKA/cosβ在所有其他情况下收缩压力P取决于收缩量、相等的缘厚度SV和毂的挠性。SV=S＋mn（0.85－1.1mn/s）S=从齿根至收缩直径df的缘厚度（mm）（仅对S＞2mn有效）若微小位移可望出现时，每单位齿面宽Flim为：Flim=FrefFcorrFrollFref=参考载荷限制，按下计算：Fref=5.65pμs（0.7+2μ）Fcorr=考虑毂的挠性影响的校正系数（即设计和弹性模数Ehub）。对实心钢毂是一致的。其他的按下计算：Fcorr=1.586－2.86·10-6Ehub+f（b/bw）式中f（b/bw）考虑了毂和连接板的挠性。bw是连接板的总宽。f（b/bw）=0.404·10-3（b/bw）3－0.01（b/bw）2+0.09b/bw－0.081（如果b=bw，等于0）Froll考虑到由轴向力部分引起的狭窄边缘（面宽bhleix）的滚动载荷（切向扭曲）。滚动力矩导致面宽一端的表面压力减小。这点对双分离缘人字齿轮尤为重要。即使有轴向凸缘，Froll仍适用。Froll取最小值的整数或（bhleix/df+0.02）4.8/tanβ或（bhleix/（s+1.3mn）+0.4）0.2887/tanβ摩擦系数μ可从表B2中选取。表B2摩擦系数表面情况毂材料钢灰铸铁或球墨铸铁轮缘在油中加热0.130.10轮缘在气炉中加热，但未防护以阻止油渗入配合面0.150.12表面脱脂并防护以阻止油渗入或带局部屈服的特别高的表面压力0.200.16抗微小位移安全系数：S=（p+σ）μ/τ=Flim/FB500螺栓连接轮盘501螺栓连接的轮盘（和小齿轮，如适用）船舶入级规范2002第4篇第4章第2节第4页挪威船级社应设计得能避免在通过齿轮啮合区时，由脉动剪应力引起的螺栓疲劳失效。指导性意见如果轮盘是径向支撑的且无径向间隙，则脉动螺栓力可减小。———指导性意见结束———502与毂相比为弹性的齿轮缘，应按要求（一般通过FEM的方法）计算相对于T0KA的啮合力的螺栓应力。剪应力范围不应超过0.25σy。503用于弹性轮缘的螺栓和螺栓孔应为紧配合，即任何公差的组合都不会导致间隙的出现，或螺栓为带轻微应力配合的铰制安装。B600轴601轴应设计得能防止疲劳。详细标准在入级附注41.4中给出。但是，各种通用齿轮轴的设计简化标准在第1节B206中给出。如齿轮传动装置寿命较长（即＞＞106次循环），则轴应设计得能防止可导致疲劳失效的有害磨蚀，见第1节B402。除非扭振值已规定，第3章第1节G中给出的动态许用应力上限值适用。602轴可分为两组，即有如下特征的轴：—重要弯曲应力，如在轴承跨距内的小齿轮和轮轴—非重要弯曲应力，如套筒轴和小齿轮和轮轴承跨距外的轴。应考虑的主要载荷工况：—由旋转弯矩和扭振引起的高循环疲劳（＞＞106次循环），见第1节B206B和入级附注41.4第4款—由从零至全载荷的变化、离合器啮合或起动冲击载荷、反向扭矩等引起的低循环疲劳（103至104次循环），见第1节B206A和入级附注41.4第3款。特别的是，受重要弯矩作用的轴，如小齿轮和轮轴，应根据刚度（考虑齿轮啮合）和高循环疲劳进行尺度设计，但几乎不考虑低循环疲劳，因为第一的两个占优。B700轴承701油膜轴承的轴承压力应适合轴承金属材料。轴承压力计算应包括使用系数KA。702滚珠和滚柱轴承应有最小的L10a（ISO281）寿命，适合规定的大修期。对于L10a，润滑油膜的影响应予考虑，除非必要的条件，特别是间隙能满足。指导性意见若未规定大修期，寿命为40000小时的轴承可用于传统的船舶，10000小时的轴承可用于快艇或不经常长时间的在全负荷下工作的船舶和装置。———指导性意见结束———B800壳体801对焊接齿轮箱壳体应进行消除应力处理。可证明的将来可能的扭曲不会对齿轮传动的可靠性产生不利影响的设计可免除此要求。802应设检查开口以便检查所有的小齿轮和轮以及为离合器应急螺栓提供通道（如适用）。对于特殊设计（如某些行星齿轮），开口会对设计强度产生严重影响，用于内孔表面检查的开孔可予接受以代替开口。这种开孔应位于可对所有齿轮进行内孔表面检查的地方。803应设至所有检查口的便利通道，即无管子或冷却器等阻止通道。804为防止生锈，齿轮箱壳体应有良好通风。B900润滑系统901滑油系统应设计得能在如第1章第3节B200所描述的所有环境工况下向所有轴承、齿轮啮合面和其它需要油润滑的部件提船舶入级规范2002第4篇第4章第2节第5页挪威船级社供充足的油用于润滑和冷却。902滑油系统至少包括：—一台滑油泵以提供循环油—一个精度适合的滤器，用于齿轮、液压系统和轴承（见B702）。通常为40μm或更小。—如需要，一台冷却器以便在最坏的相关工况下使油温保持在规定的最大温度范围内。903用于推进的齿轮传动装置，若螺旋桨自转是有害的且被视为正常工况，则应：—一个轴制动装置，可保持（静态）最大预期自转扭矩的两倍的扭矩值，或—一台额外的油泵，与要求的作为备用的泵不同。所选方案应