螺旋桨课程设计要点.docx

1、螺旋桨课程设计要点JS813尾滑道渔船螺旋桨设计书指导老师：学生姓名：学 号：达成日期：第2页共16页船型单桨流线型舵，前倾首柱，巡洋舰尾，柴油机驱动，尾机型尾滑道渔船。设计水线长：LWL=29.80m垂线间长：BPL=28.00m型宽：B=6.30m型深：D=2.90m设计吃水：Td方型系数：B=0.555=2.20mC排水量：=222t棱型系数：CP=0.653纵向浮心坐标Xb纵向浮心地点c1/3=-1.36m0.64x=%L/4.9231.74宽度吃水比B/T2.86艾亚法有效功率估量表：速度V/Kn91011Froude数0.270.300.33标准Co（图7-3）332.58270.

2、58223.22标准Cbc0.6250.5770.555实质Cb（肥瘦%）（本船Cb=0.555）12.0%（瘦）3.8%（瘦）0Cb修正%8.70%1.88%0Cb修正数目128.935.090已修正Cb之C1361.51223.22275.67B/T修正%-4.773-4.773-4.773B/T修正量217.2510.6513.16已修正B/T之C2378.76233.87288.83标准Xc（L%）船中后1.30%（后）2.39%（后）2.04%（后）实质Xc（L%）船中后（本船为后）4.56%4.56%4.56%相差%L，在标准后（本船均为在标准后）3.26%2.52%2.17%Xc

3、修正（%）4.4%3.2%5.4%Xc修正数目3-12.71-9.24-15.602第3页共16页已修正Xc之C3366.05279.60218.27长度修正%=（Lwl-1.025Lpp）/Lwl*100%3.7%3.7%3.7%长度修正413.5410.348.08已修正长度之C4379.59289.44226.35V372910001331PE=(0.64)*(V3)*0.735/C4(KW)44.8180.47137.20PE=(0.64)*(V3)*0.735/C4(hp)60.97109.48186.672主机参数型号：8E150C标定功率：PS2=199kw标定转速：750r/m

4、in标定马力270.75hp减速后转速：297.62r/min减速比：i=2.52减速箱效率g：0.96轴系效率s：0.98最大连续功率：262.63hp相应转速：235.85rpm3推动因子确实定(1)伴流分数本船为单桨海上渔船，故使用汉克歇尔公式估量=0.77*Cp-0.28=0.222推力减额分数t，用汉克歇尔公式估量t=0.77*CP-0.3=0.203(3)相对旋转效率近似地取为 R=1.0(4)船身效率H=(1-t)/(1-)=(1-0.203)/(1-0.222)=1.0244桨叶数Z的选用依据一般状况，单桨船多用四叶，加之四叶图谱资料较为详细、方便查找，3第4页共16页应采纳四

5、叶。5AE/A0的估量E00v2按公式A/A=(1.3+0.3Z)T/(p-p)D+k进行估量，此中：T=PE/(1-t)V=137.2/(1-0.2030.5144)=30.3kN11水温时汽化压力v=174kgf/m2=1749.8N/m2=1.705kN/m215p静压力p0=pa+hs=(10330+10251.5)9.8N/m2=116.302kN/m2k取0.2D同意=0.7T=0.72.2=1.5AE/A0=(1.3+0.3Z)T/(p0-pv)D2+k=（1.3+0.34）30.3/(121.324-1.705)2.22.2)+0.2=0.4946桨型的选用说明因为本船为海上渔

6、船，MAU型原型螺旋桨比较合适在大海中工作的要求。因此采纳MAU型较适合。7依据估量的AE/A0选用23张图谱依据AE/A0=0.494选用MAU4-40,MAU4-55，MAU4-70三张图谱。8列表按所选图谱（考虑功率贮备）进行终结设计，获得 3组螺旋桨的因素及VsMAX功率贮备取16%，轴系效率S=0.98，齿轮箱效率G=0.96螺旋桨敞水收到功率PDO=Ps0.90.98SG1990.840.980.980.96159.13kw=213.3hp(English)由图谱可查得：4第5页共16页项目单位数目假设航速VKn91011VA=Vs(1-)Kn7.007.788.56Bp=n*(P

7、Do0.5)/(VA2.5)33.5325.7420.28(Bp0.5)5.795.074.50MAU4-4068.561.255.0P/D0.6750.7160.760o0.5880.6240.653PTEhp128.43136.29142.63MAU4-5567.160.054.1P/D0.720.7680.816o0.5730.6080.636PTEhp125.15132.80138.91MAU4-7066.559.253.2P/D0.7360.7830.836o0.5520.5800.607PTEhp120.57126.68132.58相应曲线（以下列图 1-1所示）获得数据5第6页共

8、16页系列/项目Vmax/knP/DD/mPoMAU4-4010.350.7331.591.1658.660.636MAU4-5510.290.7821.561.2258.140.617MAU4-7010.220.7941.541.2357.820.586图1-16第7页共16页空泡校核，由图解法求出不产生空泡的（E/A0）MIN及相应的VsMAX、P/D、9A0、D.按柏努利空泡限界限中商船上限线，计算不发生空泡之最小睁开面积比。桨轴沉深hs由船体比率取 1.5mp0-pv=pa+hs-pv=(10330+10252-174)kgf/m 2=11591kgf/m2计算温度t=15,pv=17

9、4kgf/m2PDO=156.78kw=213.3hp(English)=104.63kgfs2/m4序号123456789项目单位数值MAU4-40MAU4-55MAU4-70AE/Ao0.400.550.70VmaxKn10.3510.2910.22VAm/s4.1414.1154.090(0.7ND/60)2(m/s)2300.82289.58282.20(V(0.7R)2(m/s)2317.96306.51298.930.5(V(0.7R)216634.0816035.0715638.49=(Po-Pv)/(0.50.6970.7230.741(V(0.7R)2)c0.1720.178

10、0.182T=75*Po*o/VAKgf2934.12864.42737.2Ap=T/(c*0.5m21.0261.0040.9627101112第8页共16页(V(0.7R)2)AD=Ap/(1.067-0.229*P/D)m21.1411.1311.086Ao=(D2)/4m21.9861.9111.863需要的AE/Ao0.5740.5920.583空泡校核图以下数据剖析据上述结果作图二，可求得不发生空泡的最小盘面比及对应的最正确螺旋桨因素 :AE/A0=0.5923，P/D=0.7884，D=1.5534m，0=0.6093， VMAX=10.14kn8第9页共16页图1-2 空泡校核

11、10计算与绘制螺旋桨无因次敞水性征曲线由B4-40,B4-55,P/D=0.735的敞水性征曲线内插获得B4-50.5,P/D=0.735的敞水性征曲线，其数据以下：J00.10.20.30.40.50.60.70.80.9KT0.34840.31840.27280.250.21280.170.12710.080.03718010KQ0.41840.388460.355640.318460.282820.250.20.15430.08710.0243000.122820.250.367180.454360.551540.63590.643080.5589809第10页共16页10第11页共16

12、页图1-3螺旋桨无因次敞水性征曲线计算船舶系泊状态螺旋桨有效推力与保持转矩不变的转速N0由敞水性征曲线得J=0时，KT=0.348,KQ=0.0419计算功率PD=199*0.96*0.98/0.735=154.72hp系柱推力减额分数取 t0=0.04,主机转矩Q=PD6075/(2N)=254.726075/(23.1416297.62)=612.72kgf.m系柱推力T=(KT/KQ)(Q/D)=(0.348/0.0419)(612.72/1.5534)=3276.01kgf车叶转速N0=60T/(D4KT)=60(3276.01/(104.631.553440.348)0.5235.8

13、5rpm12桨叶强度校核11第12页共16页按我国钢质海船入级与建筑规范校核t0.25R及t0.6R，应不小于按下1990式计算所的之值：t=Y/(K-X)(mm)式中Y=A1Ne/(ZbN),X=A2GAdN2D3/(1010Zb)计算功率Ne=262.62hpAd=AE/A0=0.5923， P/D=0.7884，=10o，G=7.6gf/cm3,N=297.62rpm在0.6R处切面弦长b0.6=2.1867AE/A0D/Z=0.502mb0.25R=0.7212b0.6R=0.362m项目单位数值0.25R0.60R弦长bm0.3620.502K1634307K2250151K3141

14、0635K4434A12186791Y1332.4814347.6605K58223K63412K74165K8380330A213251161资料系数K（铝青Kgf/cm31.2001.200铜）X0.13680.08644tmm35.40217.669标准桨叶厚度tmm59.1833.8612第13页共16页校核结果 知足要求 知足要求实取桨叶厚度 mm 59.18 33.8613桨叶轮廓及参半径切面的型值计算最大切面在0.66R处，b0.66R=0.226*D*AE/A0/(0.1*Z)=0.520m轴线处最大厚度 =0.050D=0.0501.551000=77.67mm实质桨叶厚度M

15、AU型4叶螺旋桨尺度表列表计算以下： （单位：mm）14桨毂设计13第14页共16页最大连续功率PD=262.63hp，此时N0=235.85rpm(PD/N)1/3=(582/314.8)1/3=1.036依据中文课本P198图9-1可查得螺旋桨桨轴直径 dt=150mm采纳整体式螺旋桨，则螺旋桨的毂径 dh=1.8dt=1.8150=270mm毂前后两头的直径 d2=0.88dh=0.88270=237.6mmd1=1.10dh=1.10270=297mm桨毂长度l0=dh+100=370mm减少孔的长度l1=0.3l0=0.3370=111mm毂部筒圆厚度=0.75t0.2R=0.756

16、3.07=47.30mm叶面、叶背与毂连结处的圆弧半径r1=0.033D=0.0331553.41000=53.8mm，r2=0.044D=0.0441.55341000=68.35mm15螺旋桨总图绘制（详见螺旋桨设计总图）附纸14第15页共16页16螺旋桨重量及转动惯量计算铝青铜资料重量密度 =8410kgf/m3，0.66R 处叶切面的弦长b0.6=0.520mm，螺旋桨直径D=1.55m，t0.2=0.06307m，t0.6=0.03386m最大连续功率PD=262.63hp，此时N0=235.85rpm毂径d=0.167dt=0.1671.5534=00.2700m，毂长LK=0.3

17、700m桨毂长度中央处轴径d0=0.045+0.108(PD/N)1/3-KLK/2=0.045+0.108(582/314.8)/3-0.10.3934/2=0.0666md/D=0.174则依据我国船舶及大海工程设计研究院提出的公式：桨叶重Gbl=0.169Zbmax(0.5t0.2+t0.6)(1-d/D)D(kgf)=0.169841040.520(0.50.06307+0.03286)(1-0.174)1.5534=248.06kgf桨毂重0/d)LKd2(kgf)0.0666/0.2700)0.370084100.270.27=166.05kgf螺旋桨重量G=Gbl+Gn=414.

18、1kgf螺旋桨惯性矩Imp=0.0948Zbmax(0.5t0.2+t0.6)D3=0.0948841040.52(0.50.06307+0.03386)(1.55343)=406.5kgfms217设计总结15第16页共16页本次课程设计的内容较之从前几次课程设计来说是比较复杂的，经过本次螺旋桨设计，我对本课程的知识有了一个系统的认识，这关于我们的后续课程学习很有帮助。本次课程设计的难点在于以下几个方面：1、第一步有效功率初估，因为缺少公式，故只用了艾亚法介绍的公式，另查阅了内河船舶设计手册，有些相应公式也语焉不详。2、依据设计图谱获得数据进行绘图时，在CAD中比率的掌握是一个小问题，困扰了

19、一小段时间，但此后依据标度不一样，但能较好地放在同一张图中的原则，经过数据乘以某一个比率的方法仍是获得了较好地曲线。3、总图绘制软件有时不可以正常运转，重启电脑后材能够进行绘制。17设计领会课程设计的独立达成，从中领会到了许多平常无从得悉的东西，像方法、态度等问题，均有许多感想。事非亲历不知难，像这类比较大的课程设计对一门课程的学习是一个很好的回首，也能有许多收获。第一要仔细慎重，在记录数据、读图谱、计算时宁可慢一点也不可以太快，因为欲速则不达，假如犯错从头更正则检查、改正必定花销更多时间，假如一开始没有知足条件，以后从头再来也必定得失相当，因此关于初学者而言，螺旋桨课程设计能够说是慢工细活。再者，在进行图谱设计时要不停翻阅课本，有时甚至要翻阅手册，在课设完整结束时，课本也基本从头精读了一遍。最后，螺旋桨课程设计有着很重要的实质意义，跟此后的工作密切联系，因此在本科阶段第一次设计时就培育优秀的习惯对此后是大有裨益的。16