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1、船舶推进课程设计8154L远洋渔船螺旋桨设计书 船舶与海洋工程学院船舶推进螺旋桨设计书8154L远洋渔船螺旋桨设计书 指导老师：xxx 专业班级：xxx 学生姓名：xxx 学号：xxx 邮箱：xxx 完成日期：2022/4/18 目录 1船型 (2) 2主机参数 (3) 3推进因子的确定 (3) 4桨叶数Z的选取 (3) 5AE/A0的估算 (3) 6桨型的选取说明 (4) 7根据估算的AE/A0选取23张图谱 (4) 8列表按所选图谱（考虑功率储备）进行终结设计 (4) 9空泡校核 (5) 10计算与绘制螺旋桨无因次敞水性征曲线 (7) 11. 船舶系泊状态螺旋桨计算 (7) 12桨叶强度校
2、核 (8) 13桨叶轮廓及各半径切面的型值计算 (8) 14桨毂设计 (9) 15螺旋桨总图绘制 (10) 16螺旋桨重量及转动惯量计算 (10) 17螺旋桨设计总结 (11) 18课程设计总结 (11) 8154L远洋渔船螺旋桨设计书 1. 船型 单桨单舵，前倾首柱，巡洋舰尾，柴油机驱动，尾机型远洋渔船。 艾亚法有效功率估算表：（按船舶原理（上）P285实例计算）（可以自主选定一种合适的估算方法，例如泰勒法。） 2.主机参数 3推进因子的确定 (1)伴流分数w 本船为单桨渔船，故使用汉克歇尔公式估算 w=0.77C P -0.28=0.770.569-0.28=0.158 (2)推力减额分数
3、t 本船为单桨渔船，使用汉克歇尔公式 t=0.77C P -0.30=0.770.569-0.30=0.138 (3)相对旋转效率： 近似地取为R =1 (4)船身效率 H = w -1t -1=(1-0.158)/(1-0.138)=0.98 4桨叶数Z 的选取 根据一般情况，单桨船多用四叶，加之四叶图谱资料较为详尽、方便查找， 故选用四叶。 5A E /A 0的估算（注意：对于内河船及大径深比螺旋桨的船不一定适用！） 按公式A E /A 0 = (1.3+0.3Z)T / (p 0-p v )D 2 + k 进行估算， 其中：T= V t P E )1(-=3500.735/(1-0.13
4、8)130.5144)=44.63kN 水温15时p v =174 kgf/m2=1749.8 N/m 2=1.705 kN/m 2 静压力p 0=p a +h s =(10330+10252)9.8 N/m 2=121.324 kN/m 2 k 取0.2 D 允许=0.7T d =（0.70.8）2.90=2.03m 2.32m （单桨船） A E/A0 = (1.3+0.3Z)T / (p0-p v)D2 + k =（1.3+0.34）44.63/(121.324-1.705)2.032)+0.2 =0.426 6桨型的选取说明 目前在商船螺旋桨设计中，以荷兰的楚思德B型和日本AU型（包括
5、其改进型MAU型）螺旋桨应用最为广泛。由于本船为远洋渔船，教科书例子为MAU型，且其图谱资料较齐全，故选用MAU型更方便设计出螺旋桨。7根据估算的A E/A0选取23张图谱 根据A E/A0=0.426选取MAU4-40, MAU4-55两张图谱。 8按所选图谱（考虑功率储备）进行终结设计得到2组螺旋桨的要素及V sMAX 功率储备取10%，轴系效率S=0.98，齿轮箱效率G=0.96 螺旋桨敞水收到功率 P DO = Ps(1-0.10)RSG = 5410.910.980.96=458.08kw =623 hp 螺旋桨转速n=n/i=950r/min/3.97=239.3r/min 列表查
6、图谱可得： 据1.1中艾亚法估算的有效功率及上表计算结果可绘制P TE、P/D、D及0对V的曲线，如图一所示： 图一 从P TE-f(V)曲线与船体满载有效马力曲线之交点，可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0如下表所列。 9空泡校核 由图解法求出不产生空泡的（A E/A0）MIN及相应的V sMAX、P/D、0、D. 按柏努利空泡限界线中渔船下限线，计算不发生空泡之最小展开面积比。 桨轴沉深h s由船体型线图取2.0m p 0-p v = p a +h s -p v =(10330+10252-174) kgf/m2 = 12206 kgf/m2 计算温度t =15,
7、p v = 174 kgf/m2P DO =458.08kw =623 hp =104.63 kgf s2/m4 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佳螺旋桨要素: 图二 由上图得最佳要素为： A E/A0=0.513，P/D=0.844，D=2.17m，0=0.675，V MAX=12.94kn 10计算与绘制螺旋桨无因次敞水性征曲线 由MAU4-40，MAU4-55，P/D=0.844的敞水性征曲线内插得到MAU 4-51.3、P/D=0.844的螺旋桨无因次敞水性征曲线如图三所示，其数据如下： 图三螺旋桨无因次敞水性征曲线 11. 计算船舶系泊状态螺旋桨有效推力与保持
8、转矩不变的转速N0 由敞水性征曲线得J=0时，K T=0.447, K Q=0.0370 计算功率P D= PsSG=5410.980.96=508.97kw=692hp 系柱推力减额分数取t0=0.04, 主机转矩Q=P D6075/(2N)=6926075/(23.1416239.3)= 2071kgf.m 系柱推力T=(K T/K Q)(Q/D)=(0.447/0.0370)(2071/2.17)= 11530 kgf 系柱推力T0=T（1- t0）= 11530（1- 0.04）=11068.8 kgf 车叶转速N0=60T/(D4K T)=60(11068.8/(104.632.17
9、40.447)0.5 = 196 rpm 12桨叶强度校核 按我国1990钢质海船入级与建造规范校核t0.25R及t0.6R，应不小于按下式计算所得之值： t=Y/(K-X) (mm) 式中Y=1.36A1N e/(ZbN),X=A2GA dN2D3/(1010Zb) 计算功率N e=5410.980.96=508.97kw=692hp A d= A E/A0=0.513，P/D=0.844，=10o， G=7.6gf/cm3, N=239.3rpm 在0.6R处切面弦长 b0.66R=0.226DA d/(0.1Z)=0.2262.170.513/0.4=0.6290m b0.6R=0.99
10、11b0.66R=0.99110.6290=0.6234 b0.25R=0.7212b0.66R =0.72120.6290=0.4536m 13桨叶轮廓及各半径切面的型值计算 最大切面在0.66R处， b0.66R=2.26A E/A0D/Z=2.260.5132.74/4=0.6290m 最大厚度在轴线处t max= 0.05D=0.052.171000=108.5mm 实际桨叶厚度MAU型4叶螺旋桨尺度表列表计算如下：（单位：如表示） 14桨毂设计 按船舶原理（下）P156桨毂形状及尺度的相应公式计算 最大连续功率P D=692hp，此时N=239.3 rpm (P D/N)1/3= (
11、692/239.3) 1/3= 1.425 根据船舶原理（下）P157图8-40可查得螺旋桨桨轴直径d t=190mm 采用整体式螺旋桨，则螺旋桨的毂径d h=1.8d t=1.8190=342mm 毂前后两端的直径d2=0.88d h=0.88342=300.96mm d1=1.10d h=1.10342=376.2mm 桨毂长度l0=d h+100=442mm 减轻孔的长度l1=0.3l0=0.3442=132.6mm 轴孔锥度取K=0.1 毂部筒圆厚度=0.75t0.2R=0.7588.102=66.08mm 叶面、叶背与毂连接处的圆弧半径 r1=0.033D=0.0332.141000
12、=71.61mm， r2=0.044D=0.0442.241000=95.48mm。 15螺旋桨总图绘制（附A3图纸的螺旋桨设计总图与计算书一起装订成册） 16螺旋桨重量及转动惯量计算 (按船舶原理（下）P101（7-49）-(7-53)式计算） 铝青铜材料重量密度=8410kgf/m3 ， 0.66R处叶切面的弦长(即最大弦长）b0.66=0.6290m， 螺旋桨直径D=2.17m，t 0.2=0.08810 m，t 0.6 = 0.04731m 最大连续功率P D=692hp，此时N=239.3rpm 毂径d h=d=1.8d t=1.80.190=0.342m，毂长L k=l o=0.442m 桨毂长度中央处轴径 d0 =0.045+0.108(P D/N)1/3-0.5KL K =0.045+0.108(692/239.3)1/3-0.10.442/2=0.177m d h/D=0.342/2.17=0.1576 则根据我国船舶及海洋工程设计研究院（708所）提出的公式： 桨叶重 G bl=0.169Zb max(0.5t0.2+t0.6)(1-d/D)D(kgf) =0.169841040.6290(0.50.08810 +0.04731)(1-0.1576)2.17 =597.21kgf