螺旋桨设计计算书.doc

目录1.船舶主要要素12.船体阻力计算13.船身效率计算14.收到马力计算15.假定设计航速有效马力计算26.初步确定桨的要素37.拖力计算48.空泡校核49.确定螺旋桨的要素510.强度校核 611.确定设计的螺旋桨各切面厚度 712.螺距修正 813.重量及惯性距计算 914.螺旋桨计算总结 915.螺旋桨型值表 9MAU型螺旋桨设计计算书1. 船舶主要要素（已知拖网渔船主要参数） 设计水线长 Lwl 46.7m垂线间长 Lpp = 46 m; 型 宽 B = 8.8m; 平均吃水 T = 3.3m; 方形洗漱 cb =0.678 棱形系数 Cp = 0.69; 排水体积 = 905.7m3排 水 量 = 928.3t ;主机功率 MHP = 1400HP;转 速 N = 370r/min;桨轴线中心距基线高 Zp = 1.28m;轴系传递效率 ns =0.97 右旋 材料 铝镍青铜2.船身效率计算根据汉克歇尔公式：伴 流 分 数 = 0.77Cp0.28 =0.2513推力减额分数 t = 0.77Cp0.3 = 0.2313船 身 效 率 H = 1相对旋转效率 r = 1 (渔船)4. 收到马力计算 储备功率 10%轴系数效率取 S = 0.97收到马力 PD =MHPSr= 1222.2HP (公制）5. 假定设计航速有效马力计算序号项目单位数 值1假定设计航速Vs Kn111213142VA=Vs(1-)Kn8.2599.7510.53Bp = NPD0.5/VA2.5 66.16953.23043.57736.2074Bp0.58.1347.2966.6016.0175MAU4-4091.883.576.870.86P/D0.5880.6120.6360.663700.4960.5270.5530.5808THP=PDHOrHp9MAU4-5590.382.375.369.310P/D0.630.6550.6820.7101100.4820.5080.5370.56412THP=PDHOrHp13MAU4-708981.2 74.668.414P/D0.6340.6580.6880.7181500.4670.4940.5170.54316THP=PDHOrHp根据MAU4-40，MAU4-55，MAU4-70的Bp-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： MAU4-40 Vs=11.08Kn MAU4-55 Vs=10.95Kn MAU4-70 Vs=10.82Kn图16. 初步确定桨的要素MAU设计航速Vs(kn)P/DD(m)04-4010.790.6876.81.520.5554-5510.680.69176.41.550.5384-7010.540.69576.21.600.510以上数据均由上图1查得。7. 拖力计算拖网航速Vs=4Kn序号计算项目MAU4-40MAU4-55MAU4-701直径D（m）1.521.551.602VA=0.5145Vs (1)(m/s)1.651.651.653Q=DHP*75*60/2N8468468464假定转速N13003403603003403603003403605J=60VA / N1 D0.2170.1920.1810.220.1940.1830.2240.1980.1876K Q =3600Q/N1 2 D50.0390.0310.0280.0420.0330.0290.0470.0370.0337J(查图谱)0.1940.1960.2018K Q0.0330.0350.0399K T0.2480.2520.25410N=60VA /JD33533733511T拖=（Q/D）(K T / K Q)(kgf)4182406037488.空泡校核根据瓦根宁根限界限线计算桨轴沉深 h s =T M Z P=2.4m计算温度20C,则Pv=238kgf/m2取水温20度，Pa-大气压为：10330Kgf/mP0-Pv= P aP v+hs=12552kgf/m2序号项目单位数 值 MAU4-40MAU4-55MAU4-70 1VsKn4442VA = 0.5145 ( 1)Vsm/s1.661.661.663(0.7ND/60)2(m/s)23483433254V0.7R2 = VA2 + (3)(m/s)2350.8345.8327.85 = （PoPv） / 0.5V0.7R20.6840.6940.7326c ( 查瓦根宁根界限线 )0.2340.2450.2557T =（Q/D）(K T / K Q)kgf4183406137488A p= T /（c 0.5V0.7R2）m20.970.920.869AE = A p/ (1.067-0.22P/D)m21.0541.0090.94410AE/AD = AE /D2 /40.5810.5710.5579. 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 ；0 =0.53N=336r/min,有效拖力Te=T(1-t)=4060*(1-0.173)=3357.62kgf图210. 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=PsS=6000.97=582 HPD=1.56 m Ad=AE/AO=0.56 P/D=0.69 =10o G=7.6 g/cm3 N=336 r/minb0.66R=0.226DAe/Ao/0.1Z=0.479b0.25R=0.722b0.66R=0.346 b0.6R=0.9911b0.66R=0.478项 目数 值0.25R0.6R舷长 b0.3460.478k1634207k2250151k31410635k4434A1=D/P(k1-k2D/P0.7R)+k3D/P0.7R-k42490.2886.5Y=A1Ne/ZbN3107.3800.7k58223k63412k74165k8380330A2=D/P(k5+k6)+k7+k81419.81193.4材料系数K（锰铁黄铜）11x=A2GAdN2D3/(1010Zb)0.1660.102t=Y/(k-x)0.561.035.0AU标准桨厚度t60.536.17校核结果不满足要求满足要求实取桨叶厚度613511.确定设计的螺旋桨各切面厚度实际桨叶厚度按t1.0R=0.003D=5.0 mm 与t0.25R=61.2 mm连成直线决定：图三。从图中可得出各切面最大厚度为：t0.2R=64mm t0.3R=57mm t0.4R=49mm t0.5R=42mmt0.6R=35mm t0.7R=27mm t0.8R=21mm t0.9R=14mm图312.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/(0.99640.31075D)=0.055231- s=Va/Np=(1-w)*V*30.866/Np=0.8089(t/b)0.7R=(t/b)0.7R设-(t/b)0.7R标*0.55/0.544*0.75=0.000556(t/b)t= -2(P/D)0*(1-S) *(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+(t/b)t=0.6913.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 = 0.169Zbmax (0.5t0.2+t0.6) (1d/D) D =0.169841040.64(0.50.064+0.035)(1-0.18) 1.56 =325.8kgf 桨毂重：Gn = (0.880.6d0 / d) LKd 2 =(0.880.60.14/0.27) 0.37584100.27 2 = 130.8kgf螺旋桨重量：G = Gbl+ Gn = 325.8+130.8=456.6kgf 螺旋桨的惯性矩：Imp = 0.0948Zbmax (0.5t0.2+t0.6) D3 =0.0948841040.64(0.50.064+0.035) 1.563 =519.14kgfcms2 14. 螺旋桨计算总结螺旋桨直径 D=1.56 m 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 =10o螺旋桨效率 0=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/R0.20.30.40.50.60.70.80.90.951.0从母线到叶片随边的距离14016819421824025726324321186从母线到叶片导边的距离19422324325625724320412769叶片宽度334391437474497500467370280叶片厚度6457494235272114108从导边至最厚点的距离107126140154173201212181141MAU型螺旋桨切面尺寸表:r/R0.2叶宽b334 334 334 334 334 334 334 最大厚度t64 64 64 64 64 64 64 X0 7 13 20 33 50 67 Yo22 33 38 42 49 55 59 Yu22 16 12 10 6 3 2 0.3 叶宽b391 391 0.391 391 391 391 391 最大厚度t57 57 57 57 57 57 57 X0 8 16 23 39 59 78 Yo20 29 34 38 43 48 52 Yu20 14 11 9 6 3 1 0.4叶宽b437 437 437 437 437 437 437 最大厚度t50 50 50 50 50 50 50 X0 9 17 26 44 66 87 Yo17 26 30 33 38 42 46 Yu17 12 9 7 5 3 1 0.5叶宽b474 474 474 474 474 474 474 最大厚度t42 42 042 42 42 42 42 X0 10 019 29 48 72 96 Yo15 22 025 28 32 36 39 Yu15 10 8 6 4 2 1 0.6叶宽b497 497 497 497 497 497 497 最大厚度t35 35 35 35 35 35 35 X0 11 22 33 54 81 109 Yo12 17 20 23 26 30 32 Yu12 8 6 5 3 2 1 0.7叶宽b500 500 500 500 500 500 500 最大厚度t28 28 28 28 28 28 28 X0 13 25 38 63 94 127 Yo8 12 14 16 20 23 25 Yu8 6 4 3 2 1 0 0.800 叶宽b467 467 467 467 467 467 467 最大厚度t20 20 20 20 20 20 20 X0 13 27 40 66 99 132 Yo4 7 8 10 13 16 18 Yu4 3 2 2 1 1 0 0.900 叶宽b370 370 370 370 370 370 370 最大厚度t13 13 13 13 13 13 13 X0 11 23 4 57 85 113 Yo1 3 4 5 7 10 11 Yu1 1 0 0 0 0 0 0.950 叶宽b280 280 280 280 280 280 280 最大厚度t9 9 9 9 9 9 9 X0 9 17 26 44 65 87 Yo1 2 3 4 5 7 8 Yu0 0 0 0 0 0 0 续表:334 334 334 334 334 334 334 334 334 334 064 64 64 64 64 64 64 64 64 64 100 107 134 167 201 234 267 301 318 334 64 64 63 58 50 41 29 16 10 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 391 391 391 391 391 391 391 391 391 391 57 57 57 57 57 57 57 57 57 57 117 125 156 195 234 273 312 51 371 390 57 57 56 51 44 36 26 14 9 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 437 437 437 437 437 437 437 437 437 437 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 131 140 175 219 262 306 350 394 416 437 49 50 48 45 39 31 22 13 7 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 474 474 474 474 474 474 474 474 474 474 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 144 154 192 239 286 333 380 427 450 474 42 42 41 38 33 27 19 11 6 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 497 497 497 497 497 497497 497 497 497 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 163 174 212 260 307 355 402 450 474 498 35 35 34 31