螺旋桨设计计算说明书1汇总Word文件下载.docx
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3218
4-55
74.3
68.6
63.4
59.1
0.686
0.713
0.741
0.772
0.542
0.567
0.591
0.612
2782
2910
3033
3141
4-70
73.7
67.8
63.2
58.5
0.693
0.723
0.753
0.790
0.522
0.545
0.565
0.584
PTE=PD·
2679
2797
2900
2997
据上表的计算结果可绘制PTE、δ、P/D及ηO对V的曲线，如下图所示。
从PTE—f（V）曲线与船体满载有效马力曲线之交点，可获得不同盘面比所对应的设计航速及螺旋桨最佳要素P/D、D及ηO如下表所列。
Vmax
D
15.096
0.697
64.42
4.249
0.607
15.039
0.745
63.52
4.174
14.847
0.752
63.69
4.132
0.561
5.空泡校核
按柏利尔空泡限界线中商船上限线，计算不发生空泡之最小展开面积比。
桨轴沉深hf=T－Zp=7.2－3.00=4.2m
p0－pv=pa+γhs－pv=10300+1025×
4.2-174
=14461kgf/m2
计算温度t=15°
C,Pv=174kgf/m2,PD=4762.8hp,ρ=104.63kgfs2/m4
序号
项目
数值
MAU4-40
MAU4-55
MAU4-70
1
VA
Kn
2
VA=0.5144Vmax（1-w）
m/s
5.599
5.578
5.506
3
（0.7πND/60）2
（m/s）2
660.29
637.19
624.43
4
V20.7R=V2A+（3）
691.6
668.2
654.7
5
σ=（p0-pv）/
ρV0.7R2
0.400
0.414
0.422
6
τc
0.161
0.166
0.170
7
T=PD·
ηO·
75/VA
kgf
38726
37847
36396
8
AP=T/
ρV0.7R2·
m2
6.648
6.522
6.251
9
AE=AP/（1.067-0.229P/D）
7.327
7.276
6.986
10
AE/AO=AE/
πD2
0.517
0.531
0.521
按上述结果作图,可求得不发生空泡的最小盘面比以及对应的最佳螺旋桨要素
AE/AO=0.530P/D=0.741D=4.182mηo=0.594Vmax=15.053kn
6.强度校核
按1983年<
<
规范>
>
校核t0.25R及t0.6r,应不小于按下式计算之值:
t=
X=A2GAdN2D3/1010Zb
计算功率Ne=5400×
0.98=5292hp
AD=AE/AO=0.530,P/D=0.741,
，G=7.6gf/cm3,N=165rpm
b0.66R=0.226D·
AE/AO/0.1Z=1.2523m
b0.25R=0.7212b0.66R=0.9032m
b0.6R=0.9911b0.66R=1.2412m
单位
0.25R
0.6R
弦长b
m
0.9032
1.2412
K1
634
207
K2
250
151
K3
1410
635
K4
34
A1=D/P（K1-K2D/P0.7）+K3D/P0.7-K4
2299
827
Y=A1Ne/ZbN
20409.4
5342.4
K5
82
23
K6
12
K7
41
65
K8
380
330
A2=D/P（K5+K6ε）+K7ε+K8
1186
1011
材料系数K（铝镍合金）
1.179
X=A2GAdN2D3/1010Zb
0.2633
0.1633
mm
149.29
72.52
MAU标准桨叶厚度t′
160
91.17
校核结果
满足要求
实取桨叶厚度
161
92.7
实取桨叶厚度按t1.0R=0.0035D=14.64mm与t0.25R=161mm连直线决定:
t0.2R=170.8mmt0.3R=151.2mm
t0.4R=131.7mmt0.5R=112.2mm
t0.6R=92.7mmt0.7R=73.2mm
t0.8R=53.7mmt0.9R=34.2mm
7.螺距修正
根据尾轴直径大小，决定毂径比dh/D=0.18，此值与MAU桨标准毂径比相同，故对此项螺距无需修正。
由于实际桨叶厚度大于MAU桨标准厚度，故需因厚度差异进行螺距修正。
设计桨
0.7R=0.0732/（0.9964*1.2523）=0.05866
标准桨
0.7R=0.0171*D/（0.9964*0.31075*D）=0.05522
1－s=
=
=0.655
△
0.7R=〔
0.7R设－
0.7R标×
〕×
0.75=-0.000668
t=－2
0（1－s）△
0.7R=-2*0.741*0.655*（-0.000668）=0.000648
修正后的螺距比：
0＋△
t=0.741+0.000648=0.7416
8.重量及惯性矩计算
根据MAU桨切面的面积数据用积分方法计算得：
桨叶重量3641kgf
桨毂重量
螺旋桨重量
桨叶惯性矩440kgf•m•s2
桨毂惯性矩
螺旋桨总惯性矩
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
（7）
（8）
（9）
（10）
r/R
面积系
数Ka
弦长╳最大
厚度b╳t
切面面
积（m2）
S=Kabt
辛式
系数
SM
（4）╳（5）
r
r2
（6）╳（7）
（6）╳（8）
0.2
0.674
0.833*0.171
0.0960
0.096
0.2R
0.04R2
0.0192R
0.00384R2
0.3
0.973*0.151
0.0990
0.396
0.3R
0.09R2
0.1188R
0.03564R2
0.4
1.091*0.132
0.0971
0.194
0.4R
0.16R2
0.0776R
0.03104R2
0.5
0.6745
1.181*0.112
0.0892
0.357
0.5R
0.25R2
0.1785R
0.08925R2
0.6
1.241*0.093
0.0788
0.156
0.36R2
0.0936R
0.05616R2
0.7
0.677
1.248*0.073
0.0617
0.247
0.7R
0.49R2
0.1729R
0.12103R2
0.8
0.683
1.164*0.054
0.0429
0.086
0.8R
0.64R2
0.0688R
0.05504R2
0.9
0.695
0.922*0.034
0.0218
0.087
0.9R
0.81R2
0.0783R
0.07047R2
R
R2
∑（6）=
1.619
∑（9）=
0.8077R
∑（10）=
0.46247R2
9.敞水特性曲线
由MAU4-40,MAU4-55,P/D=0.741的敞水特性曲线内插得到MAU4-53,P/D=0.741的敞水特性曲线，其数据如下：
Z
设计桨的敞水特性数据表
J
0.1
10KQ
0.365
0.349
0.326
0.298
0.262
0.221
0.173
0.112
KT
0.3217
0.301
0.272
0.209
0.160
0.110
0.049
ηo
0.153
0.502
0.595
0.661
0.672
10.螺旋桨计算总结
螺旋桨直径D=4.182
螺距比P/D=0.7416
型式MAU
叶数Z=4
盘面比AE/AO=0.530
纵倾角
螺旋桨效率ηo=0.594
设计航速15.053kn
毂径比dh/D=0.18
旋向右旋
材料铝镍青铜
重量
惯性矩
11.附录
螺旋桨制图数据。
高度
母线距随边
母线距导边
叶宽
实
际
尺
寸
画
图
t0.2r
418.2
350.1431
483.1373
833.2804
41.8
35.0
48.3
83.3
t0.3r
627.3
418.8943
554.1427
973.037
62.7
41.9
55.4
97.3
t0.4r
836.4
485.3914
605.1113
1090.503
83.6
48.5
60.5
109.1
t0.5r
1045.5
545.2514
636.1683
1181.42
104.6
54.5
63.6
118.1
t0.6r
1254.6
600.603
640.5514
1241.154
125.5
60.1
64.1
124.1
t0.66r
1380.06
622.894
629.4059
1252.3
138.0
62.3
62.9
125.2
t0.7r
1463.7
642.8055
604.9861
1247.792
146.4
64.3
124.8
t0.8r
1672.8
656.0799
507.5571
1163.637
167.3
65.6
50.8
116.4
t0.9r
1881.9
607.2402
314.703
921.9432
188.2
60.7
31.5
92.2
t0.95r
1986.45
526.8426
169.6866
696.5292
198.6
52.7
17.0
69.7
t1.0r
2091
216.5227
209.1
21.7
0.0
叶切面实际尺寸
0.2r
0.4r
0.6r
0.7r
0.9r
x
y0
yu
59.78
46.10
31.52
21.96
2.84
16.67
88.10
41.42
21.81
67.93
31.94
27.06
45.98
21.88
31.32
31.40
15.01
28.21
7.22
1.37
33.33
102.05
32.54
43.62
78.69
25.09
54.11
53.77
16.78
62.76
38.21
11.31
56.33
10.77
0.92
50.00
112.98
25.62
65.43
87.12
19.76
81.17
60.02
13.21
94.08
43.85
8.75
84.54
13.99
0.70
83.33
129.89
17.08
109.05
100.16
13.17
135.41
69.71
8.76
156.72
52.45
5.64
140.87
19.65
0.41
124.99
145.61
9.22
163.58
112.27
7.11
203.05
78.61
4.64
235.08
60.28
3.00
211.31
25.55
0.24
166.66
157.48
4.01
218.10
121.43
3.09
270.70
85.10
2.09
313.45
66.32
1.28
281.75
29.91
0.10
249.98
170.46
0
327.15
131.44
406.11
92.51
470.29
73.05
422.71
34.10
266.65
170.80
348.96
131.70
433.16
92.70
526.57
73.20
450.83
34.20
333.31
166.96
436.20
128.74
528.24
90.61
589.33
71.55
506.24
33.74
416.64
153.63
545.25
118.46
647.01
83.38
699.14
65.84
575.48
31.72
499.97
133.48
654.30
102.92
766.54
72.45
808.82
57.21
644.81
28.39
583.30
107.86
763.35
83.17
897.11
58.54
918.62
46.23
714.14
23.72
666.62
77.29
872.40
59.59
1003.47
41.95
1028.31
33.12
783.38
17.64
749.95
43.21
981.45
33.32
1122.38
23.45
1138.11
18.52
852.71
10.53
791.62
1035.98
1181.70
13.91
1192.89
10.98
887.28
6.63
833.28
7.69
1090.50
5.93
1241.15
4.17
1247.79
5.01
921.94
2.34
叶切面画图尺寸
6.0
4.6
3.2
2.2
0.3
1.7
8.8
4.1
6.8
2.7
3.1
1.5
2.8
0.72
0.1
3.3
10.2
4.4
7.9
2.5
5.4
6.3
3.8
1.1
5.6
1.08
5.0
11.3
2.6
6.5
8.7
2.0
8.1
1.3
9.4
0.9
8.5
1.40
8.3
13.0
10.9
10.0
13.5
7.0
15.7
5.2
0.6
14.1
1.96
12.5
14.6
16.4
11.2
0.7
20.3
0.5
23.5
21.1
2.55
16.7
0.4
21.8
12.1
27.1
0.2
31.3
6.6
28.2
2.99
25.0
32.7
13.1
40.6
9.3
47.0
7.3
42.3
3.41
26.7
17.1
34.9
13.2
43.3
45.1
3.42
33.3
43.6
12.9
52.8
9.1
58.9
7.2
50.6
3.37
41.7
15.4
11.8
64.7
69.9
57.5
3.17
50.0
13.3
65.4
10.3
76.7
80.9
5.7
64.5
58.3
10.8
76.3
89.7
5.9
91.9
71.4
2.37
66.7
7.7
87.2
100.3
4.2
102.8
78.3
1.76
75.0
4.3
98.1
112.2
2.3
113.8
1.9
85.3
1.05
79.2
103.6
118.2
1.4
119.3
88.7
0.66
0.8
0.23
弧长a
弧长b
弧长b`
α
β
0.2r（0.0702）
22
27.1
23.9
40.4
26
0.4r（0.1403）
50.8
46
34.9
25
0.6r（0.2105）
55.9
59
57.8
0.7r（0.2456）
60.3
56
55
21
20
0.9r（0.3158）
58.9
30
29
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