螺旋桨设计
螺旋桨设计毕业设计
螺旋桨设计毕业设计一、前言1.研究背景和意义螺旋桨是一种将旋转机械能转化为推力的装置，广泛应用于船舶、飞机、潜艇等领域。
螺旋桨的研究背景和意义如下：（1）.提高推进效率：螺旋桨的设计和性能直接影响到船舶、飞机等交通工具的推进效率。
通过研究螺旋桨的流场、水动力性能等，可以优化螺旋桨的设计，提高推进效率，降低能耗。
（2）.改善船舶操纵性：螺旋桨的设计和布局对船舶的操纵性有很大影响。
通过研究螺旋桨的水动力性能和流场分布，可以优化船舶的操纵性，提高船舶的航行安全性。
（3）.降低噪音和振动：螺旋桨在运转过程中会产生噪音和振动，对环境和人员造成不良影响。
通过研究螺旋桨的流场和水动力性能，可以采取相应的措施降低噪音和振动，提高交通工具的舒适性。
（4）.推动新技术的应用：随着计算流体力学（CFD）等新技术的发展，螺旋桨的设计和分析方法也在不断更新。
通过研究螺旋桨的设计和性能，可以推动新技术的应用，提高设计水平和效率。
2.研究目的和问题研究螺旋桨的目的主要包括提高推进效率、降低噪音和振动、改善船舶操纵性以及推动新技术的应用等。
以下是一些目前在螺旋桨研究中存在的问题：（1）.效率提升：尽管现代螺旋桨的设计已经取得了很大的进步，但在某些情况下，仍然存在效率低下的问题。
提高螺旋桨的效率可以降低能耗，减少对环境的影响。
（2）.噪音和振动：螺旋桨在运转过程中会产生噪音和振动，对环境和人员造成不良影响。
降低噪音和振动是螺旋桨研究中的一个重要问题。
（3）.空泡现象：在高航速下，螺旋桨周围的水流可能会产生空泡，从而导致推力下降、噪音增加以及螺旋桨的损坏。
如何有效地控制空泡现象是一个亟待解决的问题。
（4）.材料和制造工艺：螺旋桨在高速旋转和海水腐蚀的环境下工作，因此对材料和制造工艺的要求很高。
开发高性能材料和先进的制造工艺是提高螺旋桨性能的关键。
（5）.多学科优化：螺旋桨的设计涉及到流体力学、结构力学、材料科学等多个学科领域。
如何将这些学科知识有效地整合到螺旋桨的设计过程中，实现多学科优化，是一个具有挑战性的问题。
船用螺旋桨设计与优化技术研究
船用螺旋桨设计与优化技术研究船用螺旋桨的设计与优化技术是船舶工程领域中的重要研究内容。
船用螺旋桨是推动船舶前进的关键设备，其设计的好坏直接影响到船舶的航行性能和能源消耗。
本文将从螺旋桨设计的基本原理、设计过程以及优化技术等方面进行详细阐述。
一、螺旋桨设计的基本原理船用螺旋桨的基本原理是通过螺旋桨叶片的转动产生的水流与船体相互作用，产生推力将船体推动前进。
根据流体动力学原理，螺旋桨的叶片设计应满足最大化推力、最小化振动和噪声以及最高效能的要求。
螺旋桨一般由叶片、母体以及杆连接组成。
叶片的设计关键包括叶型的选择、叶片的几何参数（如子翼比、展弦比等）、叶片面积分布等。
母体的设计关键包括母体的形状和强度。
杆的设计关键是杆的直径和材料的选择。
二、螺旋桨设计的基本过程螺旋桨的设计过程包括初步设计、中间设计和最终设计三个阶段。
1. 初步设计阶段：根据船舶的工况要求和基本参数，确定螺旋桨的直径、叶片数、种类以及安装位置。
同时，进行一些基本的叶片几何参数的估算，如叶片的展弦比、子翼比、弯曲强度等。
2. 中间设计阶段：根据初步设计结果，通过一系列的流场计算和性能试验来进一步优化螺旋桨的叶片几何参数。
此阶段的重点是确定叶片的几何参数，如叶片的弯曲角、扭曲角以及叶片的厚度分布等。
3. 最终设计阶段：根据中间设计结果，进行最终的螺旋桨设计，包括叶片的细化设计、母体的优化和杆的设计等。
在此阶段，通常需要进行大量的流场计算和模型试验来验证和优化设计结果。
三、螺旋桨设计的优化技术螺旋桨的设计优化是为了在满足船舶工况要求的前提下，进一步提高推力效率和减小振动和噪声。
常用的螺旋桨设计优化技术包括参数化模型优化、流场计算优化、进化算法优化等。
1. 参数化模型优化：通过建立螺旋桨的参数化模型，将螺旋桨的几何参数与推力效率进行关联，然后利用数值方法进行优化计算，寻找使得推力效率最大化的最优参数组合。
2. 流场计算优化：运用计算流体力学（CFD）方法对螺旋桨的水流场进行数值模拟，以评估螺旋桨的性能。
某内河拖船螺旋桨设计
况螺旋桨 的工作状态相差很大 。
一
般来 说 ，可 以根 据拖船 的使用 情况 来决定 螺旋
桨 的设 计工况 。例如 ，专 门用 于拖带 驳船 队的拖船 ， 其大 部分工作 时 间用 于拖带 ，则 以拖 带状态设 计螺旋 桨 。本设计项 目就 以拖带状态设 计螺旋 桨。
２ ． ４ ． １设 计航速 时的有效推力 （ 表５）
ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｍａ ｎ ｙ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｐｒ ｏｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｐｒ ｏ ｐｅ ｌ ｌ ｅ ｒ ｄｉ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ， ｍａ ｉ ｎ ｌ ｙ ｐｉ ｔ ｃ ｈ ｔ ｈ ａ ｎ ，ｔ ｈａ ｎ， ｄｉ ｓ ｋ ｂｌ ａ ｄ ｅ ｓ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｓ ｕｃ ｈ ａ ｓ ｐｒ ｏｆ ｉｌ ｅ ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇｈ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｉ ｎ ｗｏ ｒ ｋ， ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｉ ｎｌ ａ ｎｄ ｓ ｈ ｉ ｐ ｃ ｌ ａ ｓ ｓ Ａ ｔ ｕｇ ｐ ｒ ｏ ｐｅ ｌ ｌ ｅ ｒ ．
Ｔｈｅ ｉ ｎｌ ａ ｎｄ ｔ ｕ ｇ ｐｒ ｏ ｐｅ ｌ ｌ ｅ ｒ ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ
Ｚｈ ｅ ｎ ｇ Ｈｕ ａ
（ Ｔ ｈ ｅ Ｍｉ ｌ ｉ ｔ ａ ｒ ｙ Ｃ ｏ ｍｍｉ ｓ ｓ ａ ｒ ｙ Ｄｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｎ Ｎｏ ． ７ ５ ０ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｙ ｉ ｒ Ｌ Ｇ ｕ ｎｇ ａ ｚ ｈ ｏ ｕ ， Ｇｕ ｎｇ ａ ｚ ｈ ｏ ｕ ５ １ ０ ６ ５ ６）
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｌ ｌ ｅ ｒ ｓ ；ｄ ｉ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ；ｐ ｉ ｔ ｃ ｈ ｏ ｆ ｓ ｃ ｒ ｅ ｗｓ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ；ｐ ｉ ｅ ａ ｒ ｅ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ；ｐ ａ ｄ ｄ ｌ ｅ ｏ ｕ ｔ ｌ ｉ ｎ ｅ
螺旋桨设计说明书课程设计
螺旋桨设计说明书课程设计螺旋桨图谱设计计算说明书“XX号”学院航运与船舶工程学院专业船舶与海洋工程学生姓名班级船舶班学号组员指导教师目录一、前言1二、船体主要参数1三、主机主要参数1四、推进因子1五、阻力计算2六、可以达到最大航速的计算2七、空泡校核4八、强度校核5九、螺距修正7十、重量及惯性矩计算7十一、敞水性征曲线的确定9十二、系柱特性计算10十三、航行特性计算11十四、螺旋桨计算总结13十五、桨毂形状及尺寸计算13十六、螺旋桨总图(见附页)14十七、设计总结及体会14十八、设计参考书15一、前言本船阻力委托XX研究所进行船模拖曳试验，并根据试验结果得出阻力曲线。
实验时对吃水情况来进行。
虽然在船舶试验过程中将本船附体部分（舵、轴支架、舭龙骨等）也装在试验模型上，但考虑本船建造的表面粗糙度及螺旋桨等影响在换算本船阻力时再相应增加15%。
本船主机最大持续功率额定转速750转/分，考虑本船主机的经济性和长期使用后主机功率折损。
在船速计算中按来考虑。
螺旋桨转速为300转/分。
二、船体主要参数表1船体主要参数水线长70.36m垂线间长68.40m型宽B15.80m型深H4.8m设计吃水d3.40m浆轴中心高1.30m排水量2510t本船的=3.292；=1.41；=4.329；=4.647三、主机主要参数型号：8230ZC二台额定功率：=1080kw(1469hp)额定转速：750r/min减速比：2.5传送效率：=0.95四、推进因子伴流分数；推力减额t=0.165船身效率；相对旋转效率五、阻力计算本船曾在七零八所水池进行船模阻力试验，表中数值为吃水3.4m时船的阻力试验结果。
表2模型试验提供的有效功率数据航速（节）1112131415d=3.4mEHP3.4（kw）457.1634.8890.01255.01766.11.15EPH3.4525.7730.01023.51443.22031.4六、可以达到最大航速的计算采用MAU4叶桨图谱进行计算。
第12章 螺旋桨环流理论设计基础
第十二章螺旋桨环流理论设计基础§12-1 螺旋桨环流理论导言前面我们已经详细地讨论了螺旋桨的图谱设计方法。
由于计算方便，易为人们所掌握，而且如选用图谱适宜，结果也较满意，故目前仍是应用最广的一种设计方法。
但是实际螺旋桨运转于非均匀的船后尾流场内，实践表明，这种尾流场的不均匀性发展到一定程度后，将会发生螺旋桨空泡和引起船体振动等问题。
在这种情况下，用环流理论方法所设计的螺旋桨将显示出它的优越性。
环流理论设计方法是根据环流理论及各种桨叶切面的试验或理论数据进行螺旋桨设计。
用此种方法可以分别选择各半径处最适宜的螺距和切面形状，以照顾到船后伴流不均匀性的影响。
因而对于螺旋桨的空泡和振动问题能进行比较正确的考虑。
以往由于此方法计算繁复，加工工艺也较复杂，故在我国除某些军用船外应用甚少。
随着计算机技术在造船事业中应用的发展与理论的进一步研究，不少设计单位和船厂已具有相应的设计程序，这必将有力地促进环流理论螺旋桨的应用。
在这种情况下，本课程有必要介绍螺旋桨环流理论基础及其应用，以便掌握目前推广的辅以升力面理论修正的螺旋桨升力线理论设计计算程序。
至于对螺旋桨环流理论进一步的有关知识，请参阅董世汤同志主编的《船舶螺旋桨理论》一书。
螺旋桨环流理论是利用流体力学的理论方法来解决螺旋桨下列两类问题：①给定螺旋桨的几何形状和运转条件(包括它所处的伴流场)，通过理论计算的方法求出螺旋桨的水动力、桨叶切面的压力分布等。
实际上就是借助于理论方法来确定螺旋桨性能的问题。
通常人们称之为(计算的)正问题，亦有人称为(设计的)逆问题。
本书中称此为正问题。
②给定螺旋桨的运转条件(包括所处的伴流场)，并提出对螺旋桨水动力性能的某些设计要求，例如提高效率，推迟空泡发生或缩小空泡区域，降低激振力或推迟梢涡空泡噪音的发生等等，然后根据理论研究的成果去控制某些变量或参数，设计出尽可能符合这些要求的螺旋桨几何形状。
这类问题有人称为(计算的)逆问题，亦有人称(设计的)正问题。
螺旋桨设计说明书
螺旋桨图谱设计计算说明书“信海11号”`学院航运与船舶工程学院专业船舶与海洋工程》学生姓名李金檑班级船舶1403班学号 0315组员李金檑、刘敬指导教师赵藤·目录一、前言 (1)二、船体主要参数 (1)三、主机主要参数 (1)四、推进因子 (1)五、阻力计算 (2)六、可以达到最大航速的计算 (2)七、空泡校核 (4)八、强度校核 (5)九、螺距修正 (7)十、重量及惯性矩计算 (7)十一、敞水性征曲线的确定 (9)十二、系柱特性计算 (10)十三、航行特性计算 (11)十四、螺旋桨计算总结 (13)十五、桨毂形状及尺寸计算 (13)十六、螺旋桨总图(见附页) (14)十七、设计总结及体会 (14)十八、设计参考书 (15)一、前言本船阻力委托七零八研究所五室进行船模拖曳试验，并根据试验结果得出阻力曲线。
实验时对 3.4m d =吃水情况来进行。
虽然在船舶试验过程中将本船附体部分（舵、轴支架、舭龙骨等）也装在试验模型上，但考虑本船建造的表面粗糙度及螺旋桨等影响在换算本船阻力时再相应增加15%。
本船主机最大持续功率kw 10802⨯额定转速750转/分，考虑本船主机的经济性和长期使用后主机功率折损。
在船速计算中按%8510802⨯⨯kw 来考虑。
螺旋桨转速为300转/分。
二、船体主要参数表1 船体主要参数本船的H B =； d H =； B L pp =； dB=三、主机主要参数型 号：8230ZC 二台 额定功率：s P =1080kw(1469hp) 额定转速：750r/min 减速比： 传送效率：M η=四、推进因子伴流分数 0.165=ω； 推力减额 t= 船身效率 1=H η； 相对旋转效率 1=R η五、阻力计算本船曾在七零八所水池进行船模阻力试验，表中数值为吃水时船的阻力试验结果。
表2 模型试验提供的有效功率数据六、可以达到最大航速的计算采用MAU 4叶桨图谱进行计算。
取功率储备15%，轴系效率：M η=螺旋桨敞水收到马力：()hp P D 1186.21810.950.851469=⨯⨯⨯= 根据MAU4-40，MAU-55，MAU4-70的δ-P B 图谱列表计算表3 按δ-P B 图谱设计的计算表根据上图中的计算结果可绘制TE P 、δ、D P 及0η对V 的曲线，如下图。
船舶推进_螺旋桨图谱设计
2 5
75PD Q 2πn
2 πρ K Q
PD --- 螺旋桨收到马力 ( hp )
75 J 5
PD n 2 5 VA
VA --- 螺旋桨进速 ( m/s )
n ---为螺旋桨转速( r／s )
2 πρ K Q 75 J 5 PD n 2.5 VA
7
8.1 螺旋桨的设计问题及设计方法
一、螺旋桨的初步设计
对于新设计的船舶，根据设计任务书对船速的要求设 计出最合适的螺旋桨，然后由螺旋桨的转速及效率决 定主机的转速及功率，并据此订购主机。
选定桨的直径D
船速 V
有效马力 PE
确定桨的最佳转速n、效率η0、 螺距比P/D、主机马力PS
确定桨的最佳直径D、效率η0、 螺距比P/D、主机马力PS 选定桨的转速n
船舶推进 Ship Propulsion
华中科技大学船海学院
1
课程安排
第1 章 第2 章 第3 章 第4 章 第5 章 第6 章 第7 章 第8 章 第9 章 概述（2学时） 螺旋桨几何特征（2学时） 螺旋桨基础理论（3学时） 螺旋桨模型的敞水试验（4学时） 螺旋桨与船体相互作用（4学时） 螺旋桨的空泡现象（4学时） 螺旋桨的强度校核（4学时） 螺旋桨图谱设计（7学时） 实船推进性能（2学时）
③ AUw型 --- AU型桨叶切面的后缘具有一定翘度(这
对于改善桨叶根部叶间干扰有一定效果 )，在六叶 上采用这种型式。 ④ MAUw型
22
8.2 B-δ型设计图谱及其应用
这种型式是对原型AU桨在叶梢部分切面的前缘形状进 行了局部修正。AU型的四叶螺旋桨系列就是采用这种 形式。
螺旋桨的制作流程-概述说明以及解释
螺旋桨的制作流程-概述说明以及解释1.引言1.1 概述:螺旋桨作为航空航天领域中的重要部件，其制作流程十分复杂且关键。
螺旋桨的设计与制作直接关系到飞行器的性能与稳定性，因此制作过程需要精密而严谨。
本文将着重介绍螺旋桨的制作流程，包括材料准备、制作流程和调试方法等内容，以便读者了解螺旋桨制作的关键步骤，为航空航天领域的发展做出贡献。
1.2文章结构1.2 文章结构:本文将从螺旋桨的制作流程入手，主要包括材料准备、制作流程和螺旋桨调试三个部分。
首先，将介绍所需材料的选取和准备工作，包括材料的特性及用途。
然后，详细介绍螺旋桨的制作流程，从设计到加工再到组装，每个步骤都将被详细描述。
最后，将介绍螺旋桨的调试工作，确保其性能达到最佳状态。
通过本文的阐述，读者将对螺旋桨的制作流程有一个全面的了解，有助于他们在实际制作中更加顺利地进行操作。
1.3 目的：本文旨在介绍螺旋桨的制作流程，通过对材料准备、制作流程和螺旋桨调试的详细介绍，帮助读者了解螺旋桨的制作过程，掌握相关技术和方法。
同时，通过对螺旋桨制作过程的分析和总结，展望其在航空领域的应用前景，为相关领域的研究和发展提供一定的参考和帮助。
希望读者通过本文的阅读，能够对螺旋桨的制作流程有更深入的认识，激发对该领域的兴趣，并为相关领域的研究和应用提供一定的启示和指导。
2.正文2.1 材料准备在制作螺旋桨之前，需要准备以下材料和工具：1. 铝合金材料：选择高质量的铝合金材料作为螺旋桨的主要制作材料，这种材料具有轻盈、耐用的特点，能够确保螺旋桨的性能和稳定性。
2. 切割设备：包括激光切割机或数控切割机等，用于将铝合金材料按照设计尺寸进行精确切割。
3. 磨削设备：例如磨床、砂轮机等，用于对螺旋桨的表面进行精细加工，保证其平整度和光滑度。
4. 编程软件：用于设计和调整螺旋桨的造型和尺寸，确保其符合飞行器的需求。
5. 其他辅助设备：如量具、夹具、焊接设备等，用于辅助完成螺旋桨的制作过程。
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螺旋桨设计
螺旋桨设计是指为飞行器、舰船等设备设计合适的螺旋桨
形状和尺寸。
螺旋桨的设计需要考虑多个因素，包括推力、效率、噪音和振动等。
在螺旋桨设计中，最重要的因素是效率和推力。
效率是指
螺旋桨转化输入的动力到产生推力的比例。
为了优化效率，需要设计合适的桨叶形状、桨叶数量和桨叶尺寸。
通常，
较大的桨叶和更多的桨叶会产生更大的推力，但也会增加
飞行器的重量和阻力。
因此，设计过程需要找到最佳的平
衡点。
此外，噪音和振动也是螺旋桨设计中需要考虑的因素。
螺
旋桨的运转会产生噪音和振动，特别是在高速运转时。
为
了减少这些问题，需要优化桨叶的轮廓形状和间距。
减少
振动不仅可以提高乘坐舒适度，还可以减少机身和附件的
磨损。
螺旋桨的设计是一个复杂的工程问题，需要使用数值模拟
和实验验证。
现代设计工具和计算机技术使得螺旋桨的设
计更加精确和高效。
此外，材料选择和加工工艺也对螺旋
桨的性能和寿命有重要影响。
总的来说，螺旋桨设计需要综合考虑多个因素，包括推力、效率、噪音和振动等。
通过合理的设计和优化，可以实现
更高的效率和更好的性能。