螺旋桨设计计算书讲解Word下载.docx
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3
Bp=NPD0.5/VA2.5
66.169
53.230
43.577
36.207
4
Bp0.5
8.134
7.296
6.601
6.017
5
MAU4-40
δ
91.8
83.5
76.8
70.8
6
P/D
0.588
0.612
0.636
0.663
7
η0
0.496
0.527
0.553
0.580
8
THP=PDηHηOηr
Hp
MAU4-55
90.3
82.3
75.3
69.3
10
0.63
0.655
0.682
0.710
0.482
0.508
0.537
0.564
MAU4-70
89
81.2
74.6
68.4
0.634
0.658
0.688
0.718
15
0.467
0.494
0.517
0.543
16
根据MAU4-40，MAU4-55，MAU4-70的Bp-δ图谱列下表计算。
据表中的计算结果可绘制THP--Vs曲线，如下图1所示。
从THP--Vs曲线EHP曲线交点处可获得：
MAU4-40Vs=11.08Kn
MAU4-55Vs=10.95Kn
MAU4-70Vs=10.82Kn
图1
6.初步确定桨的要素
MAU
设计航速Vs（kn）
D（m）
4-40
10.79
0.68
1.52
0.555
4-55
10.68
0.691
76.4
1.55
0.538
4-70
10.54
0.695
76.2
1.60
0.510
以上数据均由上图1查得。
7.拖力计算
拖网航速Vs=4Kn
计算项目
直径D（m）
VA=0.5145·
Vs（1－ω）（m/s）
1.65
Q=DHP*75*60/2πN
846
假定转速N1
300
340
360
J=60VA/N1D
0.217
0.192
0.181
0.22
0.194
0.183
0.224
0.198
0.187
KQ=3600Q/ρN12D5
0.039
0.031
0.028
0.042
0.033
0.029
0.047
0.037
J（查图谱）
0.196
0.201
KQ
0.035
KT
0.248
0.252
0.254
N=60·
VA/JD
335
337
T拖=（Q/D）·
（KT/KQ）（kgf）
4182
4060
3748
8.空泡校核
根据瓦根宁根限界限线计算
桨轴沉深hs=TM–ZP=2.4m
计算温度20°
C,则Pv=238kgf/m2
取水温20度，Pa-大气压为：
10330Kgf/m
P0-Pv=Pa–Pv+hsγ=12552kgf/m2
MAU4-40
MAU4-70
Vs
VA=0.5145（1－ω）Vs
m/s
1.66
（0.7πND/60）2
（m/s）2
348
343
325
V0.7R2=VA2+（3）
350.8
345.8
327.8
σ=（Po－Pv）/0.5ρV0.7R2
0.684
0.694
0.732
τc（查瓦根宁根界限线）
0.234
0.245
0.255
T=（Q/D）·
（KT/KQ）
kgf
4183
4061
Ap=T/（τc·
0.5ρV0.7R2）
m2
0.97
0.92
0.86
AE=Ap/（1.067-0.22P/D）
1.054
1.009
0.944
AE/AD=AE‘/πD2/4
0.581
0.571
0.557
9.确定螺旋桨的要素
据上表计算结果作下图2所示，可求得不发生空泡的最小盘面比以及所对应的最佳螺旋桨要素。
由图可得：
AE/A0=0.56；
Vs=10.95Kn；
P/D=0.69；
D=1.56m；
η0=0.53
N=336r/min,有效拖力Te=T（1-t）=4060*（1-0.173）=3357.62kgf
图2
10.强度校核
根据2001年《钢制海船入籍建造规范》校核t0.25R及t0.6R应不小于按下式计算之值：
Y=1.36A1Ne/（ZbN）
x=A2GAdN2D3/（1010Zb）
计算功率:
Ne=Ps×
ηS=600×
0.97=582HP
D=1.56m
Ad=AE/AO=0.56
P/D=0.69ε=10o
G=7.6g/cm3N=336r/min
b0.66R=0.226DAe/Ao/0.1Z=0.479
b0.25R=0.722b0.66R=0.346b0.6R=0.9911b0.66R=0.478
项目
0.25R
0.6R
舷长b
0.346
0.478
k1
634
207
k2
250
151
k3
1410
635
k4
34
A1=D/P（k1-k2D/P0.7R）+k3D/P0.7R-k4
2490.2
886.5
Y=A1Ne/ZbN
3107.3
800.7
k5
82
23
k6
k7
41
65
k8
380
330
A2=D/P（k5+k6ε）+k7ε+k8
1419.8
1193.4
材料系数K（锰铁黄铜）
x=A2GAdN2D3/（1010Zb）
0.166
0.102
t=[Y/（k-x）]0.5
61.0
35.0
AU标准桨厚度t’
60.5
36.17
校核结果
不满足要求
满足要求
实取桨叶厚度
61
35
11.确定设计的螺旋桨各切面厚度
实际桨叶厚度按t1.0R=0.003D=5.0mm与t0.25R=61.2mm连成直线决定：
图三。
从图中可得出各切面最大厚度为：
t0.2R=64mmt0.3R=57mmt0.4R=49mmt0.5R=42mm
t0.6R=35mmt0.7R=27mmt0.8R=21mmt0.9R=14mm
图3
12.螺距修正
由于实际桨叶厚度小于标准厚度，故需因厚度差异进行螺距修正。
设计桨（t/b）0.7R=0.027/0.9964b0.66R=0.055
标准桨（t/b）’0.7R=0.0171D/（0.9964×
0.31075D）=0.05523
1-s=Va/Np=（1-w）*V*30.866/Np=0.8089
Δ（t/b）0.7R=[（t/b）0.7R设-（t/b）0.7R标*0.55/0.544]*0.75=0.000556
Δ（t/b）t=-2（P/D）0*（1-S）*Δ（t/b）0.7R=-2*0.67*0.8089*0.000556=-0.000603
修正后的螺距比为：
P/D=（P/D）0+Δ（t/b）t=0.69
13.重量及惯性距计算
采用船舶及海洋工程设计研究院公式：
桨叶重：
Gbl=0.169γ·
Zbmax（0.5t0.2+t0.6）（1－d/D）D
=0.169·
8410·
4·
0.64·
（0.5·
0.064+0.035）（1-0.18）·
1.56
=325.8kgf
桨毂重：
Gn=（0.88－0.6·
d0/d）LKγd2
=（0.88－0.6·
0.14/0.27）0.375·
0.272
=130.8kgf
螺旋桨重量：
G=Gbl+Gn=325.8+130.8=456.6kgf
螺旋桨的惯性矩：
Imp=0.0948γ·
Zbmax（0.5t0.2+t0.6）D3
=0.0948·
0.64（0.5·
0.064+0.035）·
1.563
=519.14kgf·
cm·
s2
14.螺旋桨计算总结
螺旋桨直径D=1.56m
螺距比P/D=0.89
叶数Z=4
型式MAU型
盘面比AE/Ao=0.56
纵倾角ε=10o
螺旋桨效率η0=0.53
设计航速Vs=10.95kn
毂径比db/D=0.18
旋向右旋
材料锰铁黄铜
15.螺旋桨型值表
螺旋桨桨叶轮廓尺寸表:
r/R
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
0.95
1.0
从母线到叶片随边的距离
140
168
194
218
240
257
263
243
211
86
从母线到叶片导边的距离
223
256
204
127
69
叶片宽度
334
391
437
474
497
500
467
370
280
叶片厚度
64
57
49
42
27
21
从导边至最厚点的距离
107
126
154
173
201
212
181
141
MAU型螺旋桨切面尺寸表:
叶宽b
334
最大厚度t
64
X
0
7
13
20
33
50
67
Yo
22
38
42
49
55
59
Yu
16
12
10
6
3
2
0.3
391
0.391
57
8
23
39
78
29
34
43
48
52
14
11
9
1
437
17
26
44
66
87
30
46
5
474
042
019
72
96
15
025
28
32
36
4
497
35
54
81
109
500
25
63
94
127
0.800
467
27
40
99
132
18
0.900
370
85
113
0.950
280
65
续表:
064
100
107
134
167
201
234
267
301
318
58
41
117
125
156
195
273
312
51
371
390
56
131
140
175
219
262
306
350
394
416
45
31
144
154
192
239
286
333
380
427
450
19
163
174
212
260
307
355
402
498
189
236
324
368
412
457
478
00
199
242
279
317
354
392
429
448
170
181
203
231
259
314
342
356
80
177
197
218
238
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