螺旋面螺旋线螺旋桨的几何特征

项目八船舶推进二、螺旋桨几何特征2、螺旋面、螺旋线、螺旋桨的几何特征螺旋桨桨叶的叶面是螺旋面的一部分。设线段ab与轴线oo1

成固定角度，并使ab以等角速度绕轴oo1旋转的同时以等线速度沿oo1向上移动，则ab线在空间所描绘的曲面为等螺距螺旋面。线段ab称为母线，母线绕行一周在轴向前进的距离称为螺距（P）。

a：母线为直线且垂直于轴线，正螺旋面；b：母线为直线但不垂直于轴线，斜螺旋面；c、d：母线为曲线，扭曲螺旋面。一、螺旋面和螺旋线

根据母线的形状及与轴线间夹角的变化可以得到不同形式的螺旋面。母线上任一固定点的运动轨迹为一螺旋线，任一共轴圆柱面与螺旋面相交的交线也为螺旋线。将此圆柱面展成平面，节线、螺距三角形、螺距角如下图所示。

螺旋桨桨叶的叶面是螺旋面的一部分(图(a))，故任何与螺旋桨共轴的圆柱面与叶面的交线为螺旋线的一段，如图(b)中的B0C0段。若将螺旋线段B0C0引长环绕轴线一周，则其两端之轴向距离等于此螺旋线的螺距P。

若螺旋桨的叶面为等螺距螺旋面之一部分，则P即称为螺旋桨的面螺距。面螺距P与直径D之比P/D称为螺距比。将圆柱面展成平面后即得螺距三角形如图(c)所示。二、螺旋桨的面螺距半径r处的螺距角θ，，表示桨叶叶面在该处的倾斜程度。等螺距螺旋桨的螺距三角形。变螺距螺旋桨（各半径处的面螺距不等的螺旋桨）的螺距三角形。对此类螺旋桨桨常取0.7R或0.75R（R为螺旋桨半径）处面螺旋距代表螺旋桨的螺距，为注明其计量方法，在简写时可记作P0.7R（P0.7）或P0.75R（P0.75）。

与螺旋桨共轴的圆柱面与桨叶相截所得的截面称为桨叶切面，简称叶切面或叶剖面。

展为平面后则得叶切面形状，通常有如下几种：圆背式切面（弓形切面）、机翼形切面、梭形切面和月牙形切面。其中弓形和机翼形较为常见。

一般说来，机翼形切面的叶型效率较高，但空泡性能较差，弓形切面则相反。

三、桨叶切面切面的弦长一般有内弦和外弦之分。连接切面导边与随边的直线AB称为内弦，图中线段BC称为外弦。

对于系列图谱螺旋桨来说，通常称外弦为弦线，而对于理论设计的螺旋桨来说，则常以内弦为弦线。弦长的定义应与弦长相对应。图示的弦长b为系列螺旋桨之表示方法。1：面线；2：背线；3：导缘；4：随缘；5：拱线；6：导缘端圆切面厚度以垂直于所取弦线方向与切面上、下面交点间的距离来表示。其最大厚度t称为叶厚，t与切面弦长b之比称为切面的相对厚度或叶厚比δ=t/b。

切面的中线或平均线称为拱线或中线，拱线到内弦线的最大垂直距离称为切面的拱度，以fM表示。fM与弦长b之比称切面的拱度比f=fM/b。1：面线；2：背线；3：导缘；4：随缘；5：拱线；6：导缘端圆桨叶的外形轮廓可以用螺旋桨的正视图和侧视图来表示。从船后向船首所看到的为螺旋桨的正视图，从船侧看过去过去所看到的为侧视图。四、桨叶的外形轮廓和叶面积

桨叶中间的一根母线作为作图的参考线，称为桨叶参考线或叶面参考线或辐射参考线，即图中的直线OU。若叶面是正螺旋面，则在侧视图上参考线与轴线垂直；若为斜螺旋面，则参考线与轴线成夹角ε（纵斜角）。参考线OU在轴线上的投影长度称为zR（纵斜）。

纵斜螺旋桨一般都是向后倾斜的，其目的在于增大桨叶与尾框架或船体间的间隙，以减少螺旋次诱导的船体振动，但纵斜不宜过大，否则螺旋桨在操作时因离心力而增加叶根处的弯曲应力，对桨叶的强度不利。

侧投影图上应作出最大厚度线，最大厚度线与参考线OU间的轴向距离t表示该半径处叶切面的最大厚度。它仅表示不同半径处切面最大厚度沿径向的分布情况，并不表示最大厚度沿切面弦向的位置。与桨毂相连处的切面最大厚度称叶根厚度（除去两边填角料）。辐射参考线与最大厚度线的延长线在轴线上的交点的距离t0称为假想厚度，它与直径D的比值t0

／D称为叶厚分数。

桨毂直径（简称毂径）是指辐射参考线与桨毂表面相交处（略去叶根处的填角料）至轴线距离的两倍，并以d来表示，毂径d与螺旋桨直径D的比值d／D称为毂径比。

桨叶在垂直于桨轴平面上的投影称为正投影，其外形轮廓称为投射轮廓。螺旋桨所有桨叶投影轮廓包含面积的总和称为螺旋桨投射面积，以AP表示。

投射面（积）比＝AP/A0

投影轮廓对称于参考线的称为对称叶形，若其外形与参考线不对称，则为不对称叶形。不对称桨叶的叶梢与参考线的距离XS,称为侧斜，相应之角度θS为侧斜角。桨叶的侧斜方向一般与螺旋桨的转向相反，合理地选择桨叶的侧斜可明显减缓螺旋桨诱导的船体振动。将各半径处共轴圆柱面与桨叶相截的各切面展成平面后，以其弦长置于相应半径的水平线上，并光顺连接端点所得的轮廓称为伸张轮廓。螺旋桨各叶伸张轮廓所包含的面积的总和称为伸张面积，以AE表示。

伸张面（积）比＝AE/A0

将桨叶叶面近似展放在平面上所得的轮廓称为展开轮廓。各桨叶展开轮廓所包含面积总和称为展开面积，以AD表示。

展开面（积）比＝AD/A0

。螺旋桨桨叶的展开面积和伸张面积极为接近，故均可称为叶面积，而伸张面积比和展开面积比均可称为叶面比或