渔船螺旋桨设计

1、 船舶推进课程设计 -渔船普通螺旋桨图谱设计计算书 1、 已知拖网渔船主要要素： 垂线间长 Lpp=37.00m 型 宽 B=7.60m 型 深 H=3.80m 平均吃水 Tm=2.90m 棱形系数 Cp=0.620 排水体积 s=452m3 排水量 =463.3t 主机功率 MHP=600HP 转 速 RPM=400r/min 螺旋桨中心距基线高 Zp=0.50m 主机轴带20KW发电机一台 2、 船体阻力计算:(按日本渔船阻力图谱) B/T=2.73; s/(L/10)3=9.2610.260.300.320.340.362马力系数Eo0.0500.1070.1500.1970.25131

2、443094335697254航速Vs（Kn）9.6211.1111.8512.6915.33 3、船身效率计算 根据汉克歇尔公式: 伴流分数 =0.77Cp-0.28=0.1974 推力减额分数 t=0.77Cp-0.30=0.1774 船身效率 H=(1-t)/(1-)=1.0254、螺旋桨收到马力计算 扣除主机拖带6.5KW发电机一台，其轴带效率为0.916，轴系效率s取0.97， 螺旋桨的收到马力PD=(MHP-)*0.97*0.96=553.2HP（公制）5、假定设计航速下有效推进马力计算 根据B4-40,B4-55,B4-70的Bp-图谱列表计算序号项目单位数值1假定设计航速VsK

3、n91011122VA=(1-)VsKn7.2238.0268.8299.6313BP=NPD0.5/0.5VA2.5 66.2750.9240.1232.2848.147.146.335.685MAU-4091.581.174.267.66P/D0.5970.6210.6510.677700.5020.5340.5550.5948THP=PDH0rHP284.6302.8314.7336.89MAU-5590.180.273.066.310P/D0.6310.6600.6920.720110.4800.5140.5470.57812THP=PDH0rHP272.2291.5309.6327.

4、713MAU-7089.179.672.065.414P/D0.6420.6750.7030.739150.4650.4970.5270.55416THP=PDH0rHP263.7281.8298.8314.1将假定设计航速下推马力计算结果，按适当的比例绘制在有效马力曲线图上，从不同盘面比的THP曲线与EHP的曲线交点处，作垂线与横坐标VS相交一点，从而可查处不同面比所对应的各自航速VS ，如图所示 MAU-40: Vs=11.17Kn MAU-55: Vs=11.13Kn MAU-70: Vs=11.10Kn6、初步确定桨的要素从THPVs曲线与船体有效马力曲线之交点，可获得不同盘面比所对应

5、的设计航速，根据不同盘面比所对应的设计航速列表继续查MAU图谱进行计算，可获得不同盘面比状态下的螺旋桨要素，即：桨的直径D，螺距比P/D，桨的效率0，如下表所示：MAUVsP/DDO44011.170.65972.911.6340.56145511.130.69572.071.6090.55047011.100.70471.721.5970.5287、拖力计算（拖网航速 Vs=4Kn）序号计算项目MAU4-40MAU4-55MAU4-701直径D（m）16341.6091.5972VA=0.5145Vs (1-)(m/s)1.651.651.653Q=DHP7560/2N9919919914假

6、定转速N12503003602503003602503003605J=60VA / N1 D0.2420.2020.1680.2460.2050.1710.2480.2070.1726K Q=3600Q/N1 2 D50.0450.0310.0230.0510.0350.0240.0530.0360.0257J(查图谱)0.1850.1870.1888K Q0.0260.0280.0299K T0.2390.2480.25110N=60VA /JD32832933011T拖=（P/D）(KT/K Q)(kgf)5575.05455.25370.98、空泡校核按瓦根宁根限界线，计算不发生空泡之最

7、小展开面积比。桨轴沉深：hsTZp2.90.502.40 m计算温度：15时：Pv174kgf/m2104.63 kgfS2/m4 PoPvPahsPv1033010252.417412616 kgf/m2 序号项目数值MAU440MAU455MAU4701VS4442VA0.5145(1)VS1.651.651.653(0.7nD/60)2573.9556.4548.24V0.7R2VA2(3)576.6559.1550.95(P0PV)/（0.5V0.7R2）0.4180.4310.4386c0.1690.1750.1787TPD075/VA5575.05455.25370.98ApT/(

8、0.5V0.72c)1.0941.0661.0479AEAP/(1.0670.229P/D)1.1941.1741.15610AE/AOAE/(D2/4)0.5690.5770.57711Ap0.4180.4310.4389、确定螺旋桨的要素 根据以上表格的计算结果作图，可求得不发生空泡最小盘面比以及所对应的最佳螺旋桨要素，确定如下： AE/A0=0.578 P/D=0.698 D=1.606 0=0.548 VS=11.14Kn N=329r/min 10、强度校核：根据1983年钢制海船入级与建造规范校核t0.25R及t0.6R（见下表），应不小于按下式计算之值：t Y X计算功率：NeP

9、ss6000.97582 HPD1.606m AdAE/AO0.578 P/D0.698 10 G7.6 g/cm3 N=ne329r/mint0.66R0.226DAd/（0.1Z）0.524 mt0.25R0.7212b0.66R0.378 mt0.6R0.9911b0.66R0.519 m根据0.25R、0.6R、1.0R处的实际桨叶厚度，按t1.0R0.003D4.8 mm 与t0.25R58.7 mm连成光顺曲线，称之为最大厚度曲线，如上图所示，从图中可以得到各切面最大厚度为：t0.2R62 mm t0.3R55 mm t0.4R48 mm t0.5R41 mm t0.6R34 mm

10、 t0.7R26 mm t0.8R19 mm t0.9R12mm项目数值0.25R0.6R舷长 b0.3780.519k1634207k2250151k31410635k4434A1D/P(k1k2D/P0.7R)k3D/P0.7Rk42411.2862.4Y1.36A1Ne/Zbne2821.0734.9k58223k63412k74165k8380330A2（D/P）（k5k6）k7k81394.61184.9材料系数K（锰铁黄铜）11XA2GAdN2D3/(1010Zb)0.1820.112t58728.8MAU标准桨厚度t33.220校核结果满足要求满足要求实取桨叶厚度 592911、

11、螺距修正：根据尾轴直径大小，决定毂径比dh/D0.18，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 （）0.7R0.025/（0.99640.524）0.05171标准桨 （）0.7R0.0171D/(0.99640.31075D)0.05523对于MAU型螺旋桨，切面的无升力角:0=57.3k（）=57.30.7350.05523=2.326修正后的螺距角：=+0-0=+57.3k(-)= tan-1（P/0.7D） = tan-1（P/0.7D）+57.3k(-) = tan-1 （0.67/0.71.48）

12、+57.30.735(0.05523-0.05171)= 17.76o修正后的螺距为：P=0.7Dtan=0.71.606tan17.26 o =1.131修正后的螺距比：=0.7012、重量及惯性矩计算:1、桨毂尺寸(1)螺旋桨桨轴的轴径 dt164 mm(2)螺旋桨的毂径 dh(1.82.1)dt1.8150290 mm(3)毂前后两端的直径： 毂前：d1/dh（1.0551.15） 得d1310mm 毂后：d2/dh（0.750.90） 得d2232 mm (4)减轻孔的长度，一般在最大值约为0.3l0（l0为毂长），得l10.3l0122 mm (5)毂部筒圆厚度，最小值约为0.75t

13、0.2R，得0.75t0.2R25 mm。(6)叶面、叶背与毂连接处的圆弧半径： r10.033D53 mm r20.044D71mm。(7)桨毂长度，l02.5dt410 mm(8)轴孔之锥度，K1/102、桨毂重量（采用船舶与海洋工程设计研究院公式）Gn(0.880.6)Lkd2(0.880.6)0.4107600(0.29)2147.7kg=0.045+0.108 -=0.045+0.108-=0.15293、桨叶重量 Gb10.169Zbmax(0.5t0.2t0.6)(1)D0.169760040.524(0.50.0620.034)(10.18)1.606230.44 kg4、螺旋桨总重量 G Gb1 Gn230.44147.7378.14 kg5、螺旋桨惯性矩 Im0.0948Zbmax(0.5t0.2t0.6)D3 0.0948760040.524(0.50.0620.034)1.6063 406.66 kgfcms214、螺旋桨计算总结螺旋桨直径 D1.606 m螺距比 P/D0.7叶数 Z4型式 MAU型盘面比 AE/Ao0.578纵倾角 10螺旋桨效率 00.548设计航速 Vs11.14 kn毂径比 dh/D0.18旋向 右旋材料 锰铁黄铜重量 378.14 kg惯性矩 406.66 kgfcms215、螺旋桨型值计算伸张轮廓型值表/ R0.20.30.4