华科大船海大三螺旋桨课程设计JS813尾滑道渔船螺旋桨设计书

1、js813尾滑道渔船螺旋桨设计书指导老师： 学生姓名：学 号： 完成日期：1. 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：lbp=28.00m型宽：b=6.30m型深：d=2.90m设计吃水：td=2.20m方型系数：cb=0.555排水量：=222t棱型系数：cp=0.653纵向浮心坐标xb= -1.36m纵向浮心位置xc=%l/1/34.920.64 31.74宽度吃水比b/t2.86艾亚法有效功率估算表：速度v/kn91011froude数0.270.300.33标准co（图7-3）332.58270.58223.2

2、2标准cbc0.6250.5770.555实际cb（肥瘦%）（本船cb=0.555）12.0%（瘦）3.8%（瘦）0cb修正%8.70%1.88%0cb修正数量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）实际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修正（%）

3、4.4%3.2%5.4%xc修正数量3-12.71-9.24-15.60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：750 r/min标定马力270

4、.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最大持续功率：262.63hp相应转速：235.85rpm3推进因子的确定(1)伴流分数本船为单桨海上渔船，故使用汉克歇尔公式估算=0.77*cp-0.28=0.222(2)推力减额分数t，用汉克歇尔公式估算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。5ae/a0的估算

5、按公式ae/a0 = (1.3+0.3z)t / (p0-pv)d2 + k进行估算，其中：t=pe/(1-t)v=137.2/(1-0.203110.5144)=30.3kn 水温15时汽化压力pv=174 kgf/m2=1749.8 n/m2=1.705 kn/m2 静压力p0=pa+hs=(10330+10251.5)9.8 n/m2=116.302 kn/m2 k取0.2 d允许=0.7t=0.72.2=1.5 ae/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

6、的选取说明 由于本船为海上渔船，mau型原型螺旋桨比较适合在海洋中工作的要求。所以选用mau型较适宜。7根据估算的ae/a0选取23张图谱根据ae/a0=0.494选取mau4-40, mau4-55，mau4-70三张图谱。8列表按所选图谱（考虑功率储备）进行终结设计，得到3组螺旋桨的要素及vsmax功率储备取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 = ps0.90.98sg = 1990.840.980.980.96 = 159.13kw = 213.3 hp (english)由图谱可查得：项目单位数量假定航速vkn91011va=vs(1-)kn

7、7.007.788.56bp=n*(pdo0.5)/(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（

8、如下图1-1所示）得到数据系列/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1-19空泡校核，由图解法求出不产生空泡的（ae/a0）min及相应的vsmax、p/d、0、d.按柏努利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hs由船体比例取1.5mp0-pv = pa+hs-pv =(10330+10252-174) kgf/m2 =11591kgf/m2计算温度t =15

9、, pv = 174 kgf/m2 pdo = 156.78 kw = 213.3 hp (english)=104.63 kgfs2/m4序号项目单位数值mau4-40mau4-55mau4-701ae/ao0.400.550.702vmaxkn10.3510.2910.223vam/s4.1414.1154.0904(0.7nd/60)2(m/s)2300.82289.58282.205(v(0.7r)2(m/s)2317.96306.51298.930.5(v(0.7r)216634.0816035.0715638.496=(po-pv)/( 0.5(v(0.7r)2)0.6970.72

10、30.7417c0.1720.1780.1828t=75*po*o/vakgf2934.12864.42737.29ap=t/(c*0.5(v(0.7r)2)m21.0261.0040.96210ad=ap/(1.067-0.229*p/d)m21.1411.1311.08611ao=(d2)/4m21.9861.9111.86312需要的ae/ao0.5740.5920.583空泡校核图如下数据分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佳螺旋桨要素: ae/a0=0.5923， p/d=0.7884， d=1.5534m， 0=0.6093， vmax=10.14kn图1-

11、2 空泡校核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得到b4-50.5, p/d=0.735的敞水性征曲线，其数据如下：j00.10.20.30.40.50.60.70.80.9kt0.34840.31840.27280.250.21280.170.12710.080.03718010kq0.41840.388460.355640.318460.282820.250.20.15430.08710.0243000.122820.250.367180.454360.551540.63590.643080.558980图1-3 螺旋桨无因

12、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)= 612.72 kgf.m系柱推力t=(kt/kq)(q/d)=(0.348/0.0419)(612.72/1.5534)= 3276.01 kgf车叶转速n0=60t/(d4kt)=60(3276.01/(104.631.553440.348)0.5 = 23

13、5.85 rpm12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， =10， g=7.6gf/cm3, n=297.62rpm在0.6r处切面弦长 b0.6=2.1867 ae/a0d/z=0.502m b0.25r=0.7212b0.6r=0.362m项目单位数值0.25r0.60r弦长bm0.3620.502k1634307k2250151k31

14、410635k4434a12186791y1332.4814347.6605k58223k63412k74165k8380330a213251161材料系数k（铝青铜）kgf/cm31.2001.200x0.13680.08644tmm35.40217.669标准桨叶厚度tmm59.1833.86校核结果满足要求满足要求实取桨叶厚度mm59.1833.8613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=0.226*d* ae/a0/(0.1*z)=0.520m轴线处最大厚度 = 0.050d=0.0501.551000=77.67mm实际桨叶厚度mau型4叶螺旋桨尺度表

15、列表计算如下： （单位：mm） 14桨毂设计最大连续功率pd=262.63hp，此时n0=235.85 rpm(pd/n)1/3= (582/314.8) 1/3= 1.036根据中文课本p198图9-1可查得螺旋桨桨轴直径dt=150mm采用整体式螺旋桨，则螺旋桨的毂径dh=1.8dt=1.8150=270mm毂前后两端的直径d2=0.88dh=0.88270=237.6mmd1=1.10dh=1.10270=297mm桨毂长度l0=dh+100=370mm减轻孔的长度l1=0.3l0=0.3370=111mm毂部筒圆厚度=0.75t0.2r=0.7563.07=47.30mm叶面、叶背与毂

16、连接处的圆弧半径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16螺旋桨重量及转动惯量计算铝青铜材料重量密度=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=0.06307 m， t0.6= 0.03386m最大连续功率pd=262.63hp，此时n0=235.85 rpm毂径d=0.167dt=0.1671.5534=00.2700m， 毂长lk=0.3700m桨毂长度中央处轴径d0 =0.045+

17、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则根据我国船舶及海洋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 gn=(0.88-0.6d0/d)lkd2(kgf)=(0.88-0.60.0666/0.2700)0.370084100.270.27=166.05kgf螺旋桨重量 g= gbl

18、+gn= 414.1kgf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 本次课程设计的内容较之以前几次课程设计来说是比较复杂的，通过本次螺旋桨设计，我对本课程的知识有了一个系统的了解，这对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，因为缺乏公式，故只用了艾亚法推荐的公式，另查阅了内河船舶设计手册，有些相应公式也语焉不详。2、根据设计图谱得到数据进行画图时，在cad中比例的掌握是一个小问题，困扰了一小段时间，但后来根据标度不同，但能较好地放在同一张图中的原则，通过数据乘以某一个比例的方法还是得到了较好地曲线。3、总图绘制软件有时不能正常运行，重启电脑后材可以进行绘制。17设计体会课程设计的独立完成，从中体会到了不少平时无从得知的东西，