第2章 几何特性及工艺

1、第二章第二章 螺旋桨几何形体与制造工艺螺旋桨几何形体与制造工艺本章主要内容本章主要内容n 2-1 2-1 螺旋桨的外形和名称螺旋桨的外形和名称 n 2-2 2-2 螺旋桨制图螺旋桨制图 n 2-3 2-3 螺旋桨制造工艺螺旋桨制造工艺 2-1 2-1 螺旋桨的外形和名称螺旋桨的外形和名称x叶 面 参 考 线侧 投 影 轮 廓桨 叶叶 根dlk桨 毂Ot0DK转 向梢 圆螺 旋 桨 直 径ODr(b)Z导 边叶 背随 边叶 面叶 根毂 帽叶 梢 （ 端 ）xZy(a)一、螺旋桨各部分名称一、螺旋桨各部分名称n叶面叶面- - 由船尾后面向前看时所见到的螺旋桨桨由船尾后面向前看时所见到的螺旋桨桨 n

2、 叶的一面；另一面称为叶的一面；另一面称为叶背叶背。n叶根叶根- - 桨叶与毂联接处；桨叶与毂联接处；n叶梢叶梢- - 桨叶的外端称为。桨叶的外端称为。n导边导边- - 螺旋桨正车旋转时桨叶边缘在前面者；螺旋桨正车旋转时桨叶边缘在前面者；n 另一边称为另一边称为随边随边。n梢圆梢圆- - 螺旋桨旋转时（设无前后运动）螺旋桨旋转时（设无前后运动）n 叶梢的圆形轨迹。叶梢的圆形轨迹。n螺旋桨直径螺旋桨直径- - 梢圆的直径，以梢圆的直径，以D表示。表示。n螺旋桨的盘面积螺旋桨的盘面积- - 梢圆的面积，以梢圆的面积，以A0表表n 示示 。n右旋桨右旋桨-当螺旋桨正车旋转时，由船当螺旋桨正车旋转时，

3、由船n 后向前看去所见到的旋转方后向前看去所见到的旋转方n 向为顺时针者；反之，则为向为顺时针者；反之，则为n 左旋桨左旋桨。n内旋桨内旋桨-装于船尾两侧之螺旋桨，在装于船尾两侧之螺旋桨，在n 正车旋转时其上部向船的中正车旋转时其上部向船的中n 线方向转动者；反之，则为线方向转动者；反之，则为n 外旋桨外旋桨。二二 螺旋面及螺旋线螺旋面及螺旋线n螺旋线的形成螺旋线的形成dO1Oabc螺旋面的形成螺旋面的形成(a)(c)(b)(d)螺距三角形螺距三角形A2B2A1B1ABPRB1B2B2BB2RP(a)(b)RPtg2三、螺旋桨的几何特性三、螺旋桨的几何特性RC0B0P/4OB0C0B0C02r

4、rP( a )( b )( c )P/D - 螺距比螺距比1 1、螺旋桨的面螺距、螺旋桨的面螺距-（桨叶的叶面是螺旋面的一部分）（桨叶的叶面是螺旋面的一部分）等螺距螺旋桨等螺距螺旋桨 - - 不同半径处的螺距三角形不同半径处的螺距三角形r2r3r1PP2r22r32r1123(a)(b)r 愈小则螺距角愈大愈小则螺距角愈大。变螺距螺旋桨变螺距螺旋桨P1P2P32r12r22r3 常取半径为常取半径为0.7R或或0.75R（R为螺旋桨梢半径）处的为螺旋桨梢半径）处的面螺距代表螺旋桨的螺距，记为面螺距代表螺旋桨的螺距，记为P 0.7R或或P 0.75R 。2 2、桨叶切面、桨叶切面 btbtbtt

5、b弓 形 切 面梭 形 切 面机 翼 形 切 面月 牙 形 切 面切面的几何特征切面的几何特征( b )fMtbht521btfM521内 弦( a )hthm65tfMb4321外 弦tBCA机翼形切面机翼形切面 圆背式切面圆背式切面（弓形切面）（弓形切面）n b - - 弦长弦长；n t - - 最大厚度最大厚度；n - 切面的相对厚度比或叶厚比切面的相对厚度比或叶厚比；n拱线（中线）拱线（中线）-切面的中线或平均线切面的中线或平均线；nfM - - 切面的拱度（拱线到内弦线的最大距离）切面的拱度（拱线到内弦线的最大距离）；nf = fM / b - - 切面的拱度比。切面的拱度比。bt3

6、 3、桨叶的外形轮廓和叶面积、桨叶的外形轮廓和叶面积 oo叶面参考线UBACt伸张轮廓叶切面UXYSA1B1C1展开轮廓投射轮廓lRlKt0d/2rFrBU叶面参考线ZR最大厚度线t侧投影轮廓线(a)(b)(c)n桨叶参考线桨叶参考线OU n（叶面参考线）（叶面参考线）n纵斜角纵斜角 （一般一般15) n纵斜纵斜 ZR lRlKt0d/2rFrBU叶 面 参 考 线ZR最 大 厚 度 线t侧 投 影 轮 廓 线n 螺旋桨所有桨叶投射轮廓包含面积螺旋桨所有桨叶投射轮廓包含面积之总和称为之总和称为螺旋桨投射面积螺旋桨投射面积，以，以AP表示。表示。投射面积投射面积AP与盘面积与盘面积Ao之比称为投

7、射面之比称为投射面比，即比，即n投射面比投射面比= APA0螺旋桨投射面积螺旋桨投射面积(AP ) )n伸张面积伸张面积 : 螺旋桨各叶伸张轮廓所包含的面积螺旋桨各叶伸张轮廓所包含的面积之总和称为之总和称为伸张面积伸张面积，以，以AE表示。伸张面积表示。伸张面积AE与盘面积与盘面积A0之比称为伸张面比，即之比称为伸张面比，即n伸张面比伸张面比 = AEA0n展开面积展开面积 : 各桨叶展开轮廓所包含面积之总和各桨叶展开轮廓所包含面积之总和称为称为展开面积展开面积，以，以AD表示。展开面积表示。展开面积AD与盘面与盘面积积A0之比称为展开面比，即之比称为展开面比，即n展开面比展开面比ADA0 2

8、-2 螺旋桨制图 总图上一般有桨叶的伸张轮廓、投射轮总图上一般有桨叶的伸张轮廓、投射轮廓、展开轮廓及侧投影轮廓。廓、展开轮廓及侧投影轮廓。 1. 1. 投影原理投影原理 图图2-13( (a) )所示，是将一机翼形切面的所示，是将一机翼形切面的螺螺 旋桨水平放置且旋桨水平放置且叶面向下叶面向下的情形。的情形。 机翼形切面形状示意图SJCHB(b)(a)baBAABJSHCSJBrC0J1J1A1HBCB0AHH0H1SS0A0J0H1A1图2-13n 必须指出，对于图必须指出，对于图2-13所示的机翼形所示的机翼形切面来说，从正投影方向所见到的是切面切面来说，从正投影方向所见到的是切面最外边的

9、两点最外边的两点J0和和H0，从侧投影方向所见，从侧投影方向所见到的则是切面最外边的两点到的则是切面最外边的两点S0和和H0，即图，即图2-13（b）上的）上的J、H和和S、H对应的点。因对应的点。因此在制图时应该根据此在制图时应该根据J点和点和H点求正投影轮点求正投影轮廓廓( (或称投射轮廓或称投射轮廓) )，而据，而据S点和点和H点求侧投点求侧投影轮廓。影轮廓。 AC1A1B1BACCB侧投影方向正投影方向浆叶的伸张叶切面图 2-142. 2. 绘制注意事项绘制注意事项n 绘制总图的主要目的是给出螺旋桨的形绘制总图的主要目的是给出螺旋桨的形状及各部结构，以便能按总图绘制施工详状及各部结构，

10、以便能按总图绘制施工详图供制造需要。图供制造需要。n 通常在设计计算过程中，已经决定了通常在设计计算过程中，已经决定了螺旋桨各半径处螺旋桨各半径处切面形状切面形状和桨叶的和桨叶的伸张轮伸张轮廓廓。在确定桨叶切面时尚需考虑下列在确定桨叶切面时尚需考虑下列两点两点：（1）关于叶切面导边处圆弧的大小关于叶切面导边处圆弧的大小 3.04.05.02.01.06.07.08.091112108345670.95R0.90R0.80Rr1D(m)r1(mm)5432143201t 0.9R直径 D(m)t 0.9R(m m)（2 2）关于叶梢附近切面随边处的厚度）关于叶梢附近切面随边处的厚度 3.04.0

11、5.02.01.06.07.08.091112108345670.95R0.90R0.80Rr1D(m)r1(mm)5432143201t 0.9R直径 D(m)t 0.9R(mm)二、螺旋桨投影轮廓图的绘制二、螺旋桨投影轮廓图的绘制n1 1投射轮廓的绘制投射轮廓的绘制n 根据上述投影原理，便可以从伸张轮廓根据上述投影原理，便可以从伸张轮廓上的切面长度求出正投影图上相应半径的圆上的切面长度求出正投影图上相应半径的圆弧长度，从而作出投射轮廓。参阅图弧长度，从而作出投射轮廓。参阅图2-172-17，以半径以半径r r = = OAOA处的切面为例，其作图的具体处的切面为例，其作图的具体步骤说明如下

12、：步骤说明如下：图2-17(c)(b)(a)LT USP 2S1bbaUTUTooLHAH1J1A1HaHBbSJJbCNNAFo112 2侧投影图的绘制侧投影图的绘制n 在绘制侧投影图时，如图在绘制侧投影图时，如图2-13( (b) )或或图图2-17( (c) )所示所示，应注意在侧投影方向见应注意在侧投影方向见到的是到的是S 点和点和H点，且点，且S点在点在A点之前的点之前的距离为距离为，H点在点在A点之后的距离为点之后的距离为。作图步骤参见图作图步骤参见图2-17。 3. 3. 桨叶顶点及包毂线的绘制桨叶顶点及包毂线的绘制图图 2-18(b)(a)投射轮廓伸张轮廓rrU LDTaP 2T 1T I K G NN UKGOOFI H 4. 4. 桨叶展开轮廓的绘制桨叶展开轮廓的绘制n 螺旋面为一双向曲面，不能展放于螺旋面为一双向曲面，不能展放于平面上，下述之近似方法应用最广，对平面上，下述之近似方法应用最广，对于普通螺旋桨在实用上已够准确。于普通螺旋桨在实用上已够准确。n 为简便起见，先以为简便起见，先以等螺距等螺距、弓形切弓形切面、无侧斜面、无侧斜的桨叶为例。设已知桨叶的的桨叶为例。设已知桨叶的投