学霸的螺旋桨设计计算说明书
螺旋桨课程设计模板
265吨围网渔船螺旋桨设计书指导老师: 杜月中学生姓名: 衡星学号: U 12224完成日期: /05/011. 船型单桨流线型平衡舵, 前倾首柱, 巡洋舰尾, 柴油机驱动, 中机型围网渔船。
2．主机参数艾亚法有效功率估算表:速度V(kn) 11 12 13Froude数vs/√gL0.297 0.325 0.352标准C查图9-4 260 215 160标准Cbc,查表9-3 0.58 0.53 0.49实际Cb(肥或瘦)(%) -4.48 4.52 13.06Cb修正(%) 2.29 -7.51 -21.70C b 修正数量Δ15.95 -16.14 -34.70已修正Cb 之C1266 199 125B/T修正% -3.44 -3.44 -3.44 B/T修正数量, Δ2-9.15 -6.85 -4.30已修正B/T之C2257 192 121标准xc,%L, 船中后 1.99 2.35 2.49实际xc, %L, 船中后 3.46 3.46 3.46 相差%L, 在标准后 1.47 1.11 0.97xc修正(%),查表9-5 0.6 0.2 1已修正xc 之C3255 192 121长度修正%=(Lwl -1.025Lpp)/Lwl*100% 4 4 4长度修正Δ410.20 768.00 4.84 已修正长度之C4 265 200 126 V31331 1728 2197P E=Δ0.64*V 3*0.735/C 4 (kW) 188 323 6513．推进因子的确定 (1)伴流分数w 本船为单桨渔船, 故使用汉克歇尔公式估算w=0。
77×Cp-0.28=0.5×0.62-0.28=0.1974(2)推力减额分数t 使用汉克歇尔公式t=0.77×C P -0.3=0.77×0.62-0.3=0.1774(3)相对旋转效率 近似地取为ηR =1.0(4)船身效率ηH =(1-t)/(1-w)=(1-0.1774)/(1-0.1974)=1.0254．桨叶数Z 的选取根据一般情况, 单桨船多用四叶, 加之四叶图谱资料较为详尽、方便查找, MAU 图谱主要为四叶桨, 故选用四叶。
螺旋桨课程设计
JS813尾滑道渔船螺旋桨设计书指导老师：学生姓名：学号：完成日期：1. 船型单桨流线型舵，前倾首柱，巡洋舰尾，柴油机驱动，尾机型尾滑道渔船。
艾亚法有效功率估算表：2．主机参数3．推进因子的确定(1)伴流分数ω本船为单桨海上渔船，故使用汉克歇尔公式估算ω=0.77*Cp-0.28=0.222(2)推力减额分数t，用汉克歇尔公式估算-0.3=0.203t=0.77*CP(3)相对旋转效率近似地取为ηR =1.0(4)船身效率ηH =(1-t)/(1-ω)=(1-0.203)/(1-0.222)=1.0244．桨叶数Z的选取根据一般情况，单桨船多用四叶，加之四叶图谱资料较为详尽、方便查找，故选用四叶。
5．AE/A0的估算按公式A E/A0 = (1.3+0.3×Z)×T / (p0-p v)D2 + k进行估算，其中：T=P E/(1-t)V=137.2/((1-0.203×11×0.5144)=30.3kN水温15℃时汽化压力p v=174 kgf/m2=174×9.8 N/m2=1.705 kN/m2静压力p0=pa+γhs=(10330+1025×1.5)×9.8 N/m2=116.302 kN/m2k取0.2D允许=0.7×T=0.7×2.2=1.5A E/A0 = (1.3+0.3×Z)×T / (p0-p v)D2 + k=（1.3+0.3×4）×30.3/((121.324-1.705)×2.2×2.2)+0.2 = 0.494 6．桨型的选取说明由于本船为海上渔船，MAU型原型螺旋桨比较适合在海洋中工作的要求。
所以选用MAU型较适宜。
7．根据估算的AE/A0选取2~3张图谱根据A E/A0=0.494选取MAU4-40, MAU4-55，MAU4-70三张图谱。
16000吨级多用途船螺旋桨设计书
MAU4-70 18.80 6.479 462.41 504.39 0.540 0.192 12398 2.447 2.843 0.420
据上表计算结果作图，可求得不发生空泡的最小盘面比及 所对应的最佳螺旋桨要素。
7. 计算与绘制螺旋桨无因次敞水性征曲线
J 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.362 0.348 0.315 0.278 0.252 0.213 0.171 0.145 0.0442 0.0418 0.0392 0.036 0.0328 0.0295 0.0262 0.0225 0 0.1326 0.2559 0.3689 0.4894 5.9727 0.6236 0.7183
方型系数： CB=0.707 棱型系数： CP=0.811 纵向浮心位置 xc=0.5% Δ0.64
宽度吃水比 B/T
桨轴线距基线 1.5m 高
艾亚法有效功率估算表：
速度 14
15
16
17
18
19
V(kn)
Froude 0.247 0.265 0.283 0.300 0.318 0.335 数
380 360 326 288 260
6. 空泡校核
按柏利尔空泡限界线中上限线，计算不发生空泡之最小展开
面积比。 桨轴沉深
计算温度 t=15℃
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
项目
单位
MAU4-40 19.02 6.555 488.91 532.88 0.511 0.187 13175 2.527 2.874 0.401
数值 MAU4-55 18.97 6.538 488.61 531.36 0.513 0.189 13037 2.481 2.866 0.401
螺旋桨设计计算说明书
某沿海单桨散货船螺旋桨设计计算说明书1.已知船体的主要参数船长 L = 118.00 米 型宽 B = 9.70 米 设计吃水 T = 7.20 米 排水量 △ = 5558.2 吨 方型系数 CB = 0.658 桨轴中心距基线高度 Zp = 3.00 米由模型试验提供的船体有效马力曲线数据如下：航速V （kn ） 13 14 15 16 有效马力PE （hp ） 2160 2420 3005 40452.主机参数型号 6ESDZ58/100 柴油机 额定功率 Ps = 5400 hp 额定转速 N = 165 rpm 转向 右旋 传递效率 ηs=0.983.相关推进因子伴流分数 w = 0.279 推力减额分数 t = 0.223 相对旋转效率 ηR = 1.0船身效率 0777.111=--=wtH η4.可以达到最大航速的计算采用MAU 四叶桨图谱进行计算。
取功率储备10%，轴系效率ηs = 0.98 螺旋桨敞水收到马力：PD = R s S P ηη9.0=0.9×5400×0.98×1.0=4762.8hp根据MAU4-40、MAU4-55、MAU4-70的Bp --δ图谱列表计算：项 目 单位 数 值 假定航速V kn 13 14 15 16 V A =(1-w)V kn 9.373 10.094 10.815 11.536 Bp=NP D 0.5/V A 2.542.337 35.177 29.604 25.193 Bp6.5075.931 5.4415.019 MAU 4-40δ76 70 64 61 P/D 0.62 0.65 0.69 0.71 ηO 0.56 0.583 0.605 0.625 P TE =P D ·ηH ·ηOhp 2874.412992.463105.393208.04MAU 4-55δ74 68 63 60 P/D 0.7 0.72 0.74 0.76 ηO 0.541 0.568 0.59 0.61 P TE =P D ·ηH ·ηOhp 2776.882915.473028.393131.05MAU 4-70δ74 67 62 59 P/D 0.71 0.73 0.76 0.78 ηO0.521 0.546 0.57 0.588 P TE =P D ·ηH ·ηOhp2674.232802.552925.743018.13据上表的计算结果可绘制PT E 、δ、P/D 及ηO 对V 的曲线，如图1所示。
船舶螺旋桨课程设计说明书
船用螺旋桨课程设计说明书“信海11号”1、船体主要参数设计水线长 m L WL 36.70= 垂线 间长 m L PP 40.68= 型 宽 m B 80.15= 型 深 m D 80.4= 设计 吃水 m d 40.3= 桨轴中心高 m Z P 3.1= 排 水 量 t 2510=∆本船由七零八所水池船模阻力试验所得船体有效功率曲线数据如表1-1所示：表1-1 模型试验提供的有效功率数据航速（节） 11 12 13 14 15d=3.4mEHP3.4m (Kw) 457.1 634.8 890.0 1255.01766.1 1.15EHP 3.4 525.7 730.0 1023.5 1443.2 2031.4 d=3.5mEHP 3.5m (Kw) 466.9 652.4 917.6 1303.61824.7 1.15EHP 3.5 536.9 705.3 1055.2 1499.12098.42、主机参数型号 8230zc 二台 额定功率 ()hp KW P S 14691080= 额定转速 mim r N 300= 减速比 5.2=i 传送效率 95.0=S η3、推进因子的决定伴流分数 165.0=w 推力减额 165.0=t 船身效率 0.111=--=wtH η 相对旋转效率 0.1=R η 4、可以达到最大航速的计算采用MAU4叶桨图谱进行计算。
螺旋桨敞水收到的马力：()hp ...P RS D 2175.1186 019508501469 85.01469=⨯⨯⨯=⨯⨯=ηη根据MAU4-40、MAU4-55、MAU4-70的δ-P B 图谱列表1-2计算.表1-2 按δ-P B 图谱设计的计算表项 目 单 位数 值螺旋桨敞水收到的马力 1186.2175螺旋桨转速 300假定航速 11 12 13 14 15 9.185 10.020 10.855 11.690 12.525 40.412 32.511 26.615 22.114 18.6116.357 5.702 5.159 4.703 4.314 MAU4-4072.50 67.62 60.27 55.39 51.73 0.61 0.65 0.69 0.72 0.760.56 0.59 0.60 0.63 0.64 670.32 702.42 733.56 762.57 787.19 MAU4-5575.84 67.31 59.93 55.46 50.270.72 0.74 0.79 0.81 0.85 0.57 0.59 0.62 0.64 0.67 659.87 690.74 725.25 745.58 773.69 MAU4-70 73.80 66.92 63.01 51.89 49.13 0.72 0.75 0.77 0.83 0.89 0.54 0.55 0.56 0.59 0.62 622.40645.64671.61698.86720.10knhpminr kn N V ()V w V A -=1PB 5.25.0A DP V NP B =D P hp hp hpδ0ηD P 0ηηH D TE P P =δ0ηD P 0ηηH D TE P P =D P δ0η0ηηH D TE P P =图1-1 MAU5叶桨图谱设计计算结果从()V f P TE -曲线与船体满载有效马力曲线之交点，可获得不同盘面比所对应的设计航速及螺旋桨最佳要素0/η及、D D P 如表1-3所示。
螺旋桨强度计算书
d3 BL ≥ 2 . 35 d m
式中： B——键的宽度， l——键的有效长度， d—计算的中间轴直径，φ dm—在键中部处的直径，φ BL计算得: BL = 10296 ＞ 5216 36 ㎜ 286 ㎜ 117.73 ㎜ 133.12 ㎜
故满足《规范》要求。
2.3、轴上键槽前端到轴锥部大端的距离应不小于0.2倍锥部大端的直径，实际取30mm。桨 毂与键的顶端应有适当的间隙，键的两侧应紧贴在轴及桨毂的键槽内。键槽底部的边 缘应磨光滑，圆角半径应不小于锥部大端直径的1.25%。取圆角半径为R2。 键应用螺钉固定在轴上，螺钉孔不应放在距前端键长1/3的范围内，取122。螺钉孔的 2.4、深度不大于螺钉孔直径，且孔的边缘应打磨光滑。取深度为8。 2.5、键受剪切的有效截面积应符合下式规定，且键材料的抗拉强度应等于或大于 轴材料的抗拉强度：
8.3 g/cm3 0.45 0.6R:A2=
1187
0.16 mm
0.6R: t= 37
实际螺旋桨此处厚度分别为72和41,满足《规范》计算值要求。 2、 螺旋桨与螺旋桨轴的安装:
泰州鸿翔船舶工程有限公司 2.2、螺旋桨的锥度取1/15。
螺旋浆强度计算书
HX4101-107-01JS
第4页 共4页
HX4101-107-01JS
第3页 共4页
D——螺旋桨直径， P——所计算剖面处的螺距， R0.7——0.7R剖面处的螺距， R——螺旋桨半径， Ne——主机的额定功率， Z——桨叶叶数
b——所计算剖面处的桨叶宽度， 0.25剖面处 0.6剖面处 ne——螺旋桨的转速， K1、K2、K3、K4查表11.4.3.2 A1计算得: 0.25R:A1= 2433 功率系数Y计算得: 0.25R:Y= 3302 转速系数X按下式计算： 0.6R:Y= 1179 0.6R:A1= 869
螺旋桨设计
螺旋桨设计计算书船舶原理·推进1.船体主要数据船型：单桨、集装箱船设计水线长L WL=215.00m垂线间长L PP=210.00m型宽B=32.00m设计吃水T=12.00m方形系数C B=0.655排水量∇=54000m3桨轴中心距基线Z P=4.00m 2.主机参数最大持续功率：32000kw转速：102r min⁄旋向：右旋3.推进因子伴流分数ω=0.24推力减额分数t=0.16相对旋转效率ηR=1.0船身效率ηH =1−t1−ω=1.1053船体有效马力曲线0.350.400.450.500.550.600.130.140.150.160.170.180.190.20τc =(T /A P )/(0.5ρV20.7R)σ0.7R =p 0/(0.5ρV20.7R)柏利尔空泡限界线图4.可以达到的最大航速的计算取功率储备15%，轴系效率 ηS =0.97螺旋桨敞水收到马力：P D =32000×0.85×ηS ×ηR =26384(kw )=35896.60hp假设有MAU5-70、MAU5-75、MAU5-80，按回归多项式以及回归系数计算。
（源代码见附表1）表1 按回归多项式以及回归系数计算表据表1中的计算结果可绘制P TE 、δ、P/D 及η0对V 的曲线，如图1所示。
图1 MAU5叶桨回归计算计算结果此处用MATLAB 求得相关曲线交点。
从P TE =f(V)曲线与船体满载有效马力曲线之交点，可获得不同盘面比所对应的设计航速及螺旋桨最佳要素P/D 、D 及η0。
如表2所列。
表2按图1设计计算的最佳要素5.空泡校核按柏利尔空泡限界线中商船上限线，计算不发生空泡之最小展开面积比。
桨轴沉深h s =T −Z P =12−4=8mP o −P v =P a +γh s −P V =10330+1025.24×8−174=18357.92kgf m 2⁄ 计算温度 t =15℃ ρ=104.63kgf ∙s 2m 4⁄ P V =174kgf m 2⁄ P D =35896.60hp图2空泡校核计算结果 表3空泡校核计算结果据表3计算结果作图2，用MATLAB 求得相关曲线交点。
螺旋桨推力计算
50×10×50²×1×0.00025=31.25公斤。如果转速达到6000转/分，那么拉力等于：100×50×10×100²×1×0.00025=125公斤
直径米螺距米浆宽度米转大气压力1标准大气压经验系数025拉力公斤或者直径厘米螺距厘米浆宽度厘米转速大气压力1标准大气压经验系数000025拉力克前提是通用比例的浆精度较好大气压为1标准大气压如果高原地区要考虑大气压力的降低如西藏压力在06071000米以下基本可以取1
螺旋桨推力计算
螺旋桨拉力计算公式：直径（米)×螺距(米）×浆宽度（米）×转速²（转/秒）×1大气压力（1标准大气压）×经验系数（0.25）=拉力（公斤）或者直径（厘米)×螺距(厘米）×浆宽度（厘米）×转速²（转/秒）×1大气压力（1标准大气压）×经验系数（0.00025）=拉力（克）前提是通用比例的浆，精度较好，大气压为1标准大气压，如果高原地区，要考虑大气压力的降低，如西藏，压力在0.6-0.7。1000米以下基本可以取1。
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某沿海单桨散货船螺旋桨设计计算说明书姓名：班级：学号：联系方式：日期：2015年11月23日1.已知船体的主要参数船长 L = 118.00 米 型宽 B = 9.70 米 设计吃水 T = 7.20 米 排水量 △ = 5558.2 吨 方型系数 C B = 0.658 桨轴中心距基线高度 Zp = 3.00 米由模型试验提供的船体有效马力曲线数据如下：航速V （kn ） 13 14 15 16 有效马力PE （hp ） 2160 2420 3005 40452.主机参数型号 6ESDZ58/100 柴油机 额定功率 Ps = 5400 hp 额定转速 N = 165 rpm 转向 右旋 传递效率 ηs=0.983.相关推进因子伴流分数 w = 0.279 推力减额分数 t = 0.223 相对旋转效率 ηR = 1.0船身效率 0777.111=--=wtH η4.可以达到最大航速的计算采用MAU 四叶桨图谱进行计算。
取功率储备10%，轴系效率ηs = 0.98 螺旋桨敞水收到马力： P D = 4762.8根据MAU4-40、MAU4-55、MAU4-70的Bp --δ图谱列表计算：项 目 单位 数 值 假定航速V kn 13 14 15 16V A =(1-w)V kn 9.373 10.094 10.815 11.536 Bp=NP D 0.5/V A 2.542.34 35.18 29.60 25.19 Bp6.51 5.93 5.44 5.02 MAU 4-40δ75.82 70.11 64.99 60.75 P/D 0.64 0.667 0.694 0.72 ηO 0.5576 0.5828 0.6055 0.6260 P TE =P D ·ηH ·ηOhp 2862.09 2991.44 3107.95 3213.18 MAU 4-55δ74.65 68.27 63.575 59.33 P/D 0.686 0.713 0.741 0.770 ηO 0.5414 0.5672 0.5909 0.6112 P TE =P D ·ηH ·ηOhp 2778.94 2911.36 3043.28 3137.21 MAU 4-70δ73.79 67.79 63.07 58.7 P/D 0.692 0.723 0.762 0.778 ηO 0.5209 0.5456 0.5643 0.5828 P TE =P D ·ηH ·ηOhp2673.712800.492896.482991.44据上表的计算结果可绘制PT E 、δ、P/D 及ηO 对V 的曲线，如下图所示。
从PTE—f(V)曲线与船体满载有效马力曲线之交点，可获得不同盘面比所对应的设计航速及螺旋桨最佳要素P/D、D及ηO 如下表所列。
5.空泡校核按柏利尔空泡限界线中商船上限线，计算不发生空泡之最小展开面积比。
桨轴沉深 hf =T －Zp=7.2－3.00=4.2mp 0－p v = pa + γhs －pv = 10300+1025×4.2-174= 14461kgf/m 2计算温度t = 15°C ,Pv = 174kgf/ m 2 , P D = 4762.8hp, ρ= 104.63kgfs 2/m 4序号 项目 单位数值MAU4-40 MAU4-55 MAU4-701 Vmax Kn 15.12 15.02 14.84 2 V A =0.5144Vmax(1-w) m/s 5.608 5.571 5.5043 (0.7πND/60)2 (m/s)2 657.81 631.70 617.504 V 20.7R =V 2A +（3） (m/s)2 689.25 662.73 647.795 σ=(p 0- p v ) / 21ρV 0.7R 2 0.401 0.417 0.4276 τ c 0.164 0.170 0.1757 T=P D ·ηO ·75/V Akgf38219 37448 36344 8 A P =T /21ρV 0.7R 2·τ c m 2 6.463 6.353 6.128 9 A E =A P / (1.067-0.229P/D) m 27.119 7.068 6.842 10A E /A O =A E /41πD 20.5040.5210.516按上述结果作图,可求得不发生空泡的最小盘面比以及对应的最佳螺旋桨要素A E / A O = 0.52 P/D= 0.728 D= 4.17 ηo= 0.59 Vmax= 15.05MAU Vmax P/D δD ηO4-40 15.12 0.695 64.24.241 0.600 4-55 15.02 0.734 63.3 4.156 0.584 4-7014.840.74863.54.1090.5606.强度校核按1983年<<规范>>校核t 0.25R 及t 0.6r ,应不小于按下式计算之值:t=XK Y -,ZbNN A Y e1=, X=A 2GA d N 2D 3/1010Zb计算功率Ne=5400×0.98=5292hpA D = A E / A O =0.52, P/D= 0.728 , ︒=8ε，G=7.6gf/cm 3 ,N=165rpmb 0.66R =0.226D ·A E / A O/0.1Z=1.2251m b 0.25R =0.7212 b 0.66R = 0.8836m b 0.6R =0.9911 b 0.66R = 1.2142m项 目 单 位 数 值 0.25R 0.6R 弦长b m 0.8836 1.2142 K 1 634 207 K 2 250 151 K 3 1410 635 K 44 34 A 1=D/P(K 1-K 2D/P 0.7)+K 3D/P 0.7-K 42332 837.68 Y=A 1N e /ZbN21162 5513.8 K 5 82 23 K 6 34 12 K 7 41 65 K 8380 330 A 2=D/P(K 5+K 6ε)+K 7ε+K 8 1194.26 1013.46 材料系数K （铝镍合金）1.38 1.38 X=A 2GA d N 2D 3/1010Zb0.2636 0.1628 )(X K Y t -=mm 125.362 67.30 MAU 标准桨叶厚度t ′mm 159.503 90.906 校核结果满足要求满足要求 实取桨叶厚度mm16092实取桨叶厚度按t 1.0R =0.0035 D=14.60mm 与t 0.25R = 160mm 连直线决定:t 0.2R = 170mm t 0.3R = 150mm t 0.4R = 131mm t 0.5R = 112mm t 0.6R = 92mm t 0.7R = 73mm t 0.8R = 53mm t 0.9R = 34mm7.螺距修正根据尾轴直径大小，决定毂径比d h /D=0.18，此值与MAU 桨标准毂径比相同，故对此项螺距无需修正。
由于实际桨叶厚度大于MAU 桨标准厚度，故需因厚度差异进行螺距修正。
设计桨 )(bt 0.7R =0.05980标准桨 )(bt 0.7R = 0.055221－s = NP V A =NP V 866.30)-1(⨯ω=0.6687△)(b t 0.7R =〔)(b t 0.7R 设－)(b t 0.7R 标×51.055.0〕×0.75=-0.0018676△)(D P t =－2)(D P 0(1－s) △)(b t0.7R =0.0018183修正后的螺距比： D P =)(D P 0＋△)(DPt =0.7298 8.重量及惯性矩计算根据MAU 桨切面的面积数据用积分方法计算得：桨叶重量（4个） 3544KG 桨毂重量 2341KG 螺旋桨重量 5885KG桨叶惯性矩（4个） 41367kgf·cm·s2 桨毂惯性矩 3947kgf·cm·s2螺旋桨总惯性矩 45314kgf·cm·s2（1） （2） （3）（4） （5） （6） （7） （8） （9） （10） r/R面积系 数Ka 弦长╳最大 厚度 b ╳t 切面面 积(m 2) S=Kabt 辛式 系数 SM(4)╳(5)rr 2(6)╳(7)(6)╳(8)0.2 0.674 0.1386 0.0934 1 0.0934 0.417 0.174 0.0389 0.0163 0.3 0.674 0.1428 0.0962 4 0.3849 0.626 0.391 0.2410 0.1505 0.4 0.674 0.1398 0.0942 2 0.1884 0.834 0.696 0.1571 0.1311 0.5 0.6745 0.1294 0.0873 4 0.3492 1.043 1.087 0.3643 0.3796 0.6 0.6745 0.1117 0.0753 2 0.1507 1.251 1.565 0.1885 0.2358 0.7 0.677 0.0891 0.0603 4 0.2413 1.460 2.130 0.3523 0.5140 0.8 0.683 0.0603 0.0412 2 0.0824 1.668 2.782 0.1375 0.2293 0.9 0.695 0.0307 0.0213 4 0.0852 1.877 3.521 0.1600 0.3002 10.70.00310.002210.0022 2.085 4.347 0.0045 0.0094∑(6)= 1.5778∑(9)= 1.6441 ∑(10)=1.96629.敞水特性曲线由MAU4-40,MAU4-55,P/D=0.728 的敞水特性曲线内插得到MAU4- ,P/D= 的敞水特性曲线，其数据如下：设计桨的敞水特性数据表J 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 10KQ 0.34 0.31 0.28 0.265 0.225 0.20 0.15 0.1 KT 0.3 0.27 0.255 0.22 0.18 0.14 0.105 0.0710.螺旋桨计算总结螺旋桨直径 4.17m螺距比 0.728型式 MAU4-52叶数 Z=4盘面比 0.52ε纵倾角︒=8螺旋桨效率 0.59设计航速 15.05毂径比d h/D=0.18旋向右旋材料铝镍青铜重量 5885KG惯性矩 45314kgf·cm·s211.附录螺旋桨制图数据。