1、8154L遠洋漁船螺旋槳設計書指導老師：XXX專業班級：XXX學生姓名：XXX學號:XXX郵箱：XXX完成日期：2013/4/181 .船型 22. 主機參數 33. 推進因子的確定 34. 槳葉數Z的選取 35. AE/AO的估算 36. 槳型的選取說明 47. 根據估算的AE/A0選取23張圖譜 48. 列表按所選圖譜（考慮功率儲備）進行終結設計 49. 空泡校核 510. 計算與繪制螺旋槳無因次敞水性征曲線 711. 船舶系泊狀態螺旋槳計算 712. 槳葉強度校核 813. 槳葉輪廓及各半徑切面的型值計算 814. 槳轂設計 915. 螺旋槳總圖繪制 1016. 螺旋槳重量及轉動慣量計算

2、 1017. 螺旋槳設計總結 1118. 課程設計總結 118154L遠洋漁船螺旋槳設計書1.船型單槳單舵，前傾首柱，巡洋艦尾，柴油機驅動，尾機型遠洋漁船設計水線長：LwL=39.60m垂線間長：LBP=37.00m型寬：B=7.60m型深：D=3.80m設計吃水：Td=2.90m方型系數：Cb=0.513排水量：A =463t棱型系數：Cp=0.569縱向浮心坐標Xb= -1.08m縱向浮心位置Xc=-2.31%L/ A 1/3：4.78 0.64 A50.81寬度吃水比B/T2.62艾亞法有效功率估算表：（按船舶原理（上）P285實例計算）（可以自主選定 一種合適的估算方法，例如泰勒法。）

3、速度Vs (kn)121314Froude 數Vs / JgLbp0.3240.3510.378標準C0查圖7-3220190140標準Cbc,查表7-50.5590.5470.538實際Cb（肥或瘦）（%）8.23,瘦6.22,瘦4.65,瘦Cb修正（%），瘦則查表7-65.2573.5362.390Cb修正數量A 111.576.723.35已修正Cb之C=C+A 1231.57196.72143.35B/T 修正%,=-10Cb(B/T-2)%-3.18-3.18-3.18B/T修正數量，A 2-7.37-6.26-4.56已修正B/T之C2=C+A 2224.20190.46138.7

4、9標準Xc,%L，船中后，查表7-52.352.492.54實際Xc，%L船中后2.312.312.31相差%L在標準前或后0.04,前0.18,前0.23,前相應速度vs/ VL1.091.181.27Xc修正（%）,查表7-7-0.43-2.268-3.312xc修正數量，A 3-0.96-4.32-4.60已修正Xc之G223.23186.13134.19長度修正 %,=(Lwl-1.025L pp)/L wl*100%4.234.234.23長度修正A 49.447.875.68已修正長度之C4232.68194.01139.87Vs3172821972744A 0.64、, 3 Vs

5、x0.735(hp)C4277.35422.90732.652主機參數型號：6L20/27標疋功率：Ps2 = 541kw標定轉速：950 r/mi n減速比：i = 3.973.推進因子的確定(1) 伴流分數w本船為單槳漁船，故使用漢克歇爾公式估算w=0.77X Cp-0.28=0.77 X 0.569-0.28=0.158(2) 推力減額分數t本船為單槳漁船，使用漢克歇爾公式t=0.77 X 60.30=0.77 X 0.569-0.30=0.138(3) 相對旋轉效率：近似地取為n R =1(4) 船身效率1 -1n h =(1-0.158)/(1-0.138)=0.981-w4. 槳葉

6、數Z的選取根據一般情況，單槳船多用四葉，加之四葉圖譜資料較為詳盡、方便查找， 故選用四葉。5. Ae/Ao的估算(注意：對于內河船及大徑深比螺旋槳的船不一定適用！)2按公式 Ae/A0 = (1.3+0.3XZ)X T / (p0-pv)D + k 進行估算，其中：T= PE =350X 0.735/(1-0.138)X 13X 0.5144)=44.63kN (1-t)V水溫 15°C 時 pv=174 kgf/m2=174 X 9.8 N/m 2=1.705 kN/m2靜壓力 p°=pa+ y hs=(10330+1025X 2) X 9.8 N/m 2=121.324

7、 kN/m2k 取 0.2D 允許=0.7X Td= (0.70.8 ) X 2.90=2.03m2.32m (單槳船)2Ae/Ao = (1.3+0.3X Z) X T / (po-pv)D2 + k2=(1.3+0.3X 4)X 44.63/(121.324-1.705)X 2.032)+0.2 =0.4266. 槳型的選取說明目前在商船螺旋槳設計中，以荷蘭的楚思德B型和日本AU型(包括其改進型MAUS)螺旋槳應用最為廣泛。由于本船為遠洋漁船，教科書例子為 MAU型，且其圖譜資料較齊全，故選用 MAU型更方便設計出螺旋槳。7. 根據估算的Ae/Ao選取23張圖譜根據 Ae/Ao=O.426

8、選取 MAU4-40, MAU4-55 兩張圖譜。8. 按所選圖譜(考慮功率儲備)進行終結設計得到2組螺旋槳的要素及VsMAX功率儲備取10%，軸系效率n s=0.98,齒輪箱效率n g=0.96螺旋槳敞水收到功率Pdo = Psx (1-0.10) x n r x n sX n g=541 X 0.9X 1 X 0.98X 0.96=458.08kw =623 hp螺旋槳轉速n=n/i=950r/mi n/ 3.97=239.3r/mi n列表查圖譜可得:項目單位數量假定航速Vkn12.00013.00014Va=Vs*(1-w)kn10.1010.9511.79Bp= n*(P do)0&

9、#39;5/Va2'518.4215.0512.517b74.293.883.54MAU4-4050.848.444.4p/d0.7770.8210.868n o0.6520.6850.708D=S *VA/nm2.142.2152.188Pte=Ro* n o n hhp398.07418.22432.26MAU4-55S49.86747.33343.600p/d0.8350.8800.924n 00.65050.67330.6933D=S *VA/nm2.102.172.15Pte=R)0* n 0 n h n rhp397.1563411.0766423.2874據1.1中艾亞法

10、估算的有效功率及上表計算結果可繪制Pte、S、P/D、D及n 0對V的曲線，如圖一所示:a A上3 700650-6002.3p/陷衛550500-L0. 7450400AOTE0.詁350300250-4213V/kni4圖一MAUVMA(k n)p/dD(m)n 04-4012.970.82048.502.215P 0.6844-5512.930.87747.562.1680.672從PTE-f(V)曲線與船體滿載有效馬力曲線之交點，可得不同盤面比所對應的設計 航速及螺旋槳最佳要素P/D、D及n 0如下表所列。9.空泡校核由圖解法求出不產生空泡的(Ae/A0)min及相應的Vsmax、P/

11、D、n 0、D.按柏努利空泡限界線中漁船下限線，計算不發生空泡之最小展開面積比。槳軸沉深hs由船體型線圖取2.0mpo-p v = p a+ y hs-p v =(10330+1025 x 2-174) kgf/m 2 = 12206 kgf/m2 計算溫度 t =15T , p v = 174 kgf/m 2 Pdo =458.08kw =623 hp圖24p =104.63 kgf s2/m4序 號項目單位數值MAU4-40MAU4-551ae/A 00.400.552Vmaxkn12.9712.933V=0.5144*V max*(1-w)m/s5.6185.6004：(0.7 n ND

12、/60)2(m/s) 2377.42361.575V0.7R2=VA2+(4)(m/s) 2408.98392.931 2/ 2 p V).7R21395.8020556.1361 2(T =(p 0-p v)/(/ 2 p V0.7R )0.5700.5947t c(查圖 6-20)0.1600.1648推力 T=75*PD* n 0/Vakgf568956079需要投射面積Ap=T/( T c*7 2 p V0.7R2)2m1.6621.66310需要展開面積A=A/(1.067-0.229*P/D)2m1.8901.92011Af n D42m3.8533.69212需要的Ae/A00.

13、4900.520由上圖得最佳要素為：Ae/A0=0.513, P/D=0.844, D=2.17m, n 0=0.675,VMAx=12.94kn10.計算與繪制螺旋槳無因次敞水性征曲線由MAU4-40 , MAU4-55 , P/D=0.844的敞水性征曲線內插得到 MAU 4-51.3、KTkq o IIP/D=0.844的螺旋槳無因次敞水性征曲線如圖三所示，其數據如下:J0.0000.1000.2000.3000.4000.5000.6000.7000.8000.900Kt0.4470.4200.3950.3660.3260.2870.2440.1970.1450.08610Kq0.37

14、00.3370.3100.2720.2400.2050.1580.1240.0730.024n 00.0000.1320.2540.3680.4690.5630.6490.6950.6780.369圖三 螺旋槳無因次敞水性征曲線11.計算船舶系泊狀態螺旋槳有效推力與保持轉矩不變的轉速No由敞水性征曲線得J=0時，Kt=0.447, Kq=0.0370計算功率 Pd= Psx n sx n g=541 x0.98x0.96=508.97kw=692hp系柱推力減額分數取t0=0.04, 主機轉矩 Q=Pd x 60 x 75/(2 n N)=692 x 60 x 75/(2 x 3.1416X

15、239.3)= 2071kgf.m 系柱推力 T=(Kt/Kq) x (Q/D)=(0.447/0.0370) x (2071/2.17)= 11530 kgf系柱推力 T0=T x( 1- t0)= 11530x( 1- 0.04) =11068.8 kgf車葉轉速 N0=60xVT/( p x D4 x KT)=60 x (11068.8/(104.63X 2.174x 0.447)0.5=196 rpm12.槳葉強度校核按我國1990鋼質海船入級與建造規范校核 to.25R及to.6R，應不小于按下式計算所得之值：t=V Y/(K-X) (mm)式中 Y=1.36 X AiX Ne/(Z

16、X bx N),X=A 2X GX AdX N2X D3/(1010xZX b)計算功率 Ne=541 X 0.98X 0.96=508.97kw=692hp3Ad= Ae/A 0=0.513,P/D=0.844,£ =10o, G=7.6gf/cm , N=239.3rpm在0.6R處切面弦長b0.66R=0.226X D X Ad/(0.1Z)=0.226X 2.17X 0.513/0.4=0.6290mb0.6R=0.9911 X b0.66R=0.9911 X 0.6290=0.6234b0.25R=0.7212X bo.66R =0.7212X 0.6290=0.4536m

17、項目單位數值0.25R0.6R弦長bm0.45360.6234K1634207K2250P151K31410635K4434A1=D/P(K1-K2D/Po.7)+ K3D/Po.7-K42067751Y=1.36A 1*N e/(Z*b*N)3294.35870.92K58223K63412K74165K8380330A2=D/P(K5 + Ki £ ) + K7 £ +&12901149.43材料系數K （鋁青銅）kgf/cm 31.2001.2002310X=A 2*G*A d*N *D /(10 *Z*b)0.16900.1052t= v Y/(K-X)mm

18、56.528.20MAI標準槳葉厚度t ',查表8-4mm83.0047.31校核結果滿足要求滿足要求實取槳葉厚度mm83.0047.3113.槳葉輪廓及各半徑切面的型值計算最大切面在0.66R處，b0.66R=2.26X AE/A0X D/Z=2.26X 0.513X 2.74/4=0.6290m最大厚度在軸線處 tmax= 0.05D=0.05X 2.17X 1000=108.5mm實際槳葉厚度MAU型4葉螺旋槳尺度表列表計算如下：（單位：如表示）葉片寬度/m葉片厚度/mm從導邊至最 厚點的距離/mr/R從母線到 葉片隨邊 的距離從母線到 葉片導邊 的距離葉片寬度0.20.1760

19、.2430.41988.1020.2010.30.2100.2780.48977.9030.2010.40.2440.3040.54867.7040.2010.50.2740.3200.59357.5050.2040.60.3020.3220.62347.3060.2200.660.3130.3160.62941.2300.2380.70.3230.3040.62737.1070.2530.80.3300.2550.58426.9080.2860.90.3050.1580.46316.7090.3080.950.2650.0850.35011.7180.31510.1096.51014. 槳轂

20、設計按船舶原理（下）P156槳轂形狀及尺度的相應公式計算最大連續功率PD=692hp,此時N=239.3 rpm1/31/3（Pd/N） = （692/239.3）= 1.425根據船舶原理（下）P157圖8-40可查得螺旋槳槳軸直徑dt=190mm采用整體式螺旋槳，則螺旋槳的轂徑 dh=1.8dt=1.8X 190=342mm轂前后兩端的直徑 d2=0.88X dh=0.88X 342=300.96mmd1=1.10X dh=1.10X 342=376.2mm槳轂長度 l0=dh+100=442mm減輕孔的長度 l1=0.3X l0=0.3X 442=132.6mm軸孔錐度取K=0.1轂部筒

21、圓厚度 S =0.75X t0.2R=0.75X 88.102=66.08mm葉面、葉背與轂連接處的圓弧半徑r1=0.033D=0.033X 2.14X 1000=71.61mm,r2=0.044D=0.044X 2.24X 1000=95.48mm。15. 螺旋槳總圖繪制（附A3圖紙的螺旋槳設計總圖與計算書一起裝訂成冊）16. 螺旋槳重量及轉動慣量計算(按船舶原理(下)P101 (7-49) -(7-53)式計算)鋁青銅材料重量密度 丫 =8410kgf/m3 ,0.66R處葉切面的弦長(即最大弦長)bo.66=O.629Om,螺旋槳直徑 D=2.17m 10.2=0.08810 m, to

22、.6= 0.04731m最大連續功率PD=692hp,此時N=239.3rpm轂徑 dh=d=1.8X dt=1.8X 0.190=0.342m, 轂長 Lk=lo=0.442m 槳轂長度中央處軸徑1/3d0 =0.045+0.108(FD/N) -0.5X KLk1/3=0.045+0.108X (692/239.3) -0.1 X 0.442/2=0.177m dh/D=0.342/2.17=0.1576則根據我國船舶及海洋工程設計研究院(708所)提出的公式: 槳葉重Gbl =0.169 丫 Zbmax(0.5t0.2+t0.6)(1-d/D)D(kgf)=0.169X 8410X 4X

23、 0.6290X (0.5X 0.08810 +0.04731)X (1-0.1576)X 2.17 =597.21kgf槳轂重2b/d)Lky d2(kgf)2X 0.177/0.342)X 0.442X 8410X 0.3422 =247.60kgf螺旋槳重量G= Gbi +Gn= 544.81kgf螺旋槳慣性矩3|mp=0.0948Y Zbmax(0.5t0.2+t0.6)D3=0.0948X 8410X 4X 0.6290X (0.5X 0.08810 +0.04731)X 2.1732=1872.62kgf m s217. 螺旋槳設計總結螺旋槳直徑：D=2.24m設計航速：Vma=1

24、2 026kn螺距比：P/D=0.802m轂徑比：dh/D=0.1487m型式：MAU旋向：右旋盤面比：Ae/Ao=0.468材料：鋁青銅葉數：Z=4總重量：834.1kgf螺旋槳效率：n 0=0.661慣性矩：1994.2kgf m- s2縱傾角：& =10°18. 課程設計總結本次螺旋槳課程設計是我在船舶推進課程結束后就開始做的，主要 的想法是借助這次課程設計一方面好好整理一下這個學期以來在船舶推 進中所學的知識，另一方面作為對即將到來的期中考試的復習。 做完本次 課程設計之后，我基本上到達了上述目的。下面就是上次我在本次課程設計 中的收獲和遇到的困難。在本次課設中我不但收獲了相關知識，還收獲了以后工作中需要的必要 技能。首先，對于船舶推進這么學科我有了更加系統的認識， 比如說對于螺 旋槳和船體的相互影響，我們就一定要盡量正確的估算伴流分數和推力減 額，