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1、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。设计水线长：LWL=29.80m垂线间长：LBP=28.00m型宽：B=6.30m型深：D=2.90m设计吃水：Td=2.20m方型系数：CB=0.555排水量：=222t棱型系数：CP=0.653纵向浮心坐标Xb= -1.36m纵向浮心位置xc=%L/1/34.920.64 31.74宽度吃水比B/T2.86艾亚法有效功率估算表：速度V/Kn91011Froude数0.270.300.33标准Co（图7-3）332.58270.58223.2
2、2标准Cbc0.6250.5770.555实际Cb（肥瘦%）（本船Cb=0.555）12.0%（瘦）3.8%（瘦）0Cb修正%8.70%1.88%0Cb修正数量128.935.090已修正Cb之C1361.51223.22275.67B/T修正%-4.773-4.773-4.773B/T修正量217.2510.6513.16已修正B/T之C2378.76233.87288.83标准Xc（L %）船中后1.30%（后）2.39%（后）2.04%（后）实际Xc（L %）船中后（本船为后）4.56%4.56%4.56%相差%L，在标准后（本船均为在标准后）3.26%2.52%2.17%Xc修正（%）
3、4.4%3.2%5.4%Xc修正数量3-12.71-9.24-15.60已修正Xc之C3366.05279.60218.27长度修正%=（Lwl-1.025Lpp）/Lwl*100%3.7%3.7%3.7%长度修正413.5410.348.08已修正长度之C4379.59289.44226.35V372910001331PE=(0.64)*(V3)*0.735/C4(KW)44.8180.47137.20PE=(0.64)*(V3)*0.735/C4(hp)60.97109.48186.672主机参数型号：8E150C 标定功率：PS2 = 199kw标定转速：750 r/min标定马力270
4、.75hp减速后转速：297.62r/min减速比：i = 2.52减速箱效率g：0.96轴系效率s：0.98最大持续功率：262.63hp相应转速：235.85rpm3推进因子的确定(1)伴流分数本船为单桨海上渔船，故使用汉克歇尔公式估算=0.77*Cp-0.28=0.222(2)推力减额分数t，用汉克歇尔公式估算t=0.77*CP-0.3=0.203(3)相对旋转效率近似地取为R =1.0(4)船身效率H =(1-t)/(1-)=(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。5AE/A0的估算
5、按公式AE/A0 = (1.3+0.3Z)T / (p0-pv)D2 + k进行估算，其中：T=PE/(1-t)V=137.2/(1-0.203110.5144)=30.3kN 水温15时汽化压力pv=174 kgf/m2=1749.8 N/m2=1.705 kN/m2 静压力p0=pa+hs=(10330+10251.5)9.8 N/m2=116.302 kN/m2 k取0.2 D允许=0.7T=0.72.2=1.5 AE/A0 = (1.3+0.3Z)T / (p0-pv)D2 + k=（1.3+0.34）30.3/(121.324-1.705)2.22.2)+0.2 = 0.4946桨型
6、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23张图谱根据AE/A0=0.494选取MAU4-40, MAU4-55，MAU4-70三张图谱。8列表按所选图谱（考虑功率储备）进行终结设计，得到3组螺旋桨的要素及VsMAX功率储备取16%，轴系效率S=0.98，齿轮箱效率G=0.96螺旋桨敞水收到功率 PDO = Ps0.90.98SG = 1990.840.980.980.96 = 159.13kw = 213.3 hp (English)由图谱可查得：项目单位数量假定航速VKn91011VA=Vs(1-)Kn
7、7.007.788.56Bp=n*(PDo0.5)/(VA2.5)33.5325.7420.28 (Bp0.5)5.795.074.50MAU4-4068.561.255.0P/D0.6750.7160.760o0.5880.6240.653PTEhp128.43136.29142.63MAU4-5567.160.054.1P/D0.720.7680.816o0.5730.6080.636PTEhp125.15132.80138.91MAU4-7066.559.253.2P/D0.7360.7830.836o0.5520.5800.607PTEhp120.57126.68132.58相应曲线（
8、如下图1-1所示）得到数据系列/项目Vmax/knP/DD/mPoMAU4-4010.350.7331.591.1658.660.636MAU4-5510.290.7821.561.2258.140.617MAU4-7010.220.7941.541.2357.820.586图1-19空泡校核，由图解法求出不产生空泡的（AE/A0）MIN及相应的VsMAX、P/D、0、D.按柏努利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hs由船体比例取1.5mp0-pv = pa+hs-pv =(10330+10252-174) kgf/m2 =11591kgf/m2计算温度t =15
9、, pv = 174 kgf/m2 PDO = 156.78 kw = 213.3 hp (English)=104.63 kgfs2/m4序号项目单位数值MAU4-40MAU4-55MAU4-701AE/Ao0.400.550.702VmaxKn10.3510.2910.223VAm/s4.1414.1154.0904(0.7ND/60)2(m/s)2300.82289.58282.205(V(0.7R)2(m/s)2317.96306.51298.930.5(V(0.7R)216634.0816035.0715638.496=(Po-Pv)/( 0.5(V(0.7R)2)0.6970.72
10、30.7417c0.1720.1780.1828T=75*Po*o/VAKgf2934.12864.42737.29Ap=T/(c*0.5(V(0.7R)2)m21.0261.0040.96210AD=Ap/(1.067-0.229*P/D)m21.1411.1311.08611Ao=(D2)/4m21.9861.9111.86312需要的AE/Ao0.5740.5920.583空泡校核图如下数据分析据上述结果作图二，可求得不发生空泡的最小盘面比及对应的最佳螺旋桨要素: AE/A0=0.5923， P/D=0.7884， D=1.5534m， 0=0.6093， VMAX=10.14kn图1-
11、2 空泡校核10计算与绘制螺旋桨无因次敞水性征曲线 由B4-40,B4-55,P/D=0.735的敞水性征曲线内插得到B4-50.5, P/D=0.735的敞水性征曲线，其数据如下：J00.10.20.30.40.50.60.70.80.9KT0.34840.31840.27280.250.21280.170.12710.080.03718010KQ0.41840.388460.355640.318460.282820.250.20.15430.08710.0243000.122820.250.367180.454360.551540.63590.643080.558980图1-3 螺旋桨无因
12、次敞水性征曲线11. 计算船舶系泊状态螺旋桨有效推力与保持转矩不变的转速N0由敞水性征曲线得J=0时，KT=0.348, KQ=0.0419计算功率 PD=199*0.96*0.98/0.735=154.72hp系柱推力减额分数取 t0=0.04,主机转矩Q=PD6075/(2N)=254.726075/(23.1416297.62)= 612.72 kgf.m系柱推力T=(KT/KQ)(Q/D)=(0.348/0.0419)(612.72/1.5534)= 3276.01 kgf车叶转速N0=60T/(D4KT)=60(3276.01/(104.631.553440.348)0.5 = 23
13、5.85 rpm12桨叶强度校核按我国1990钢质海船入级与建造规范校核t0.25R及t0.6R，应不小于按下式计算所的之值： t=Y/(K-X) (mm)式中Y=A1Ne/(ZbN),X=A2GAdN2D3/(1010Zb)计算功率Ne=262.62hpAd= AE/A0=0.5923， P/D=0.7884， =10， G=7.6gf/cm3, N=297.62rpm在0.6R处切面弦长 b0.6=2.1867 AE/A0D/Z=0.502m b0.25R=0.7212b0.6R=0.362m项目单位数值0.25R0.60R弦长bm0.3620.502K1634307K2250151K31
14、410635K4434A12186791Y1332.4814347.6605K58223K63412K74165K8380330A213251161材料系数K（铝青铜）Kgf/cm31.2001.200X0.13680.08644tmm35.40217.669标准桨叶厚度tmm59.1833.86校核结果满足要求满足要求实取桨叶厚度mm59.1833.8613桨叶轮廓及各半径切面的型值计算最大切面在0.66R处，b0.66R=0.226*D* AE/A0/(0.1*Z)=0.520m轴线处最大厚度 = 0.050D=0.0501.551000=77.67mm实际桨叶厚度MAU型4叶螺旋桨尺度表
15、列表计算如下： （单位：mm） 14桨毂设计最大连续功率PD=262.63hp，此时N0=235.85 rpm(PD/N)1/3= (582/314.8) 1/3= 1.036根据中文课本P198图9-1可查得螺旋桨桨轴直径dt=150mm采用整体式螺旋桨，则螺旋桨的毂径dh=1.8dt=1.8150=270mm毂前后两端的直径d2=0.88dh=0.88270=237.6mmd1=1.10dh=1.10270=297mm桨毂长度l0=dh+100=370mm减轻孔的长度l1=0.3l0=0.3370=111mm毂部筒圆厚度=0.75t0.2R=0.7563.07=47.30mm叶面、叶背与毂
16、连接处的圆弧半径r1=0.033D=0.0331553.41000=53.8mm，r2=0.044D=0.0441.55341000=68.35mm15 螺旋桨总图绘制（详见螺旋桨设计总图）附纸16螺旋桨重量及转动惯量计算铝青铜材料重量密度=8410kgf/m3 ，0.66R处叶切面的弦长 b0.6=0.520mm，螺旋桨直径D=1.55m，t0.2=0.06307 m， t0.6= 0.03386m最大连续功率PD=262.63hp，此时N0=235.85 rpm毂径d=0.167dt=0.1671.5534=00.2700m， 毂长LK=0.3700m桨毂长度中央处轴径d0 =0.045+
17、0.108(PD/N)1/3-KLK/2 =0.045+0.108(582/314.8)/3-0.10.3934/2=0.0666md/D=0.174则根据我国船舶及海洋工程设计研究院提出的公式：桨叶重 Gbl=0.169Zbmax(0.5t0.2+t0.6)(1-d/D)D(kgf)=0.169841040.520(0.50.06307+0.03286)(1-0.174)1.5534=248.06kgf 桨毂重 Gn=(0.88-0.6d0/d)LKd2(kgf)=(0.88-0.60.0666/0.2700)0.370084100.270.27=166.05kgf螺旋桨重量 G= Gbl
18、+Gn= 414.1kgf螺旋桨惯性矩 Imp=0.0948Zbmax(0.5t0.2+t0.6)D3 =0.0948841040.52(0.50.06307+0.03386)(1.55343) =406.5kgfms217设计总结 本次课程设计的内容较之以前几次课程设计来说是比较复杂的，通过本次螺旋桨设计，我对本课程的知识有了一个系统的了解，这对于我们的后续课程学习很有帮助。本次课程设计的难点在于以下几个方面：1、第一步有效功率初估，因为缺乏公式，故只用了艾亚法推荐的公式，另查阅了内河船舶设计手册，有些相应公式也语焉不详。2、根据设计图谱得到数据进行画图时，在CAD中比例的掌握是一个小问题，
19、困扰了一小段时间，但后来根据标度不同，但能较好地放在同一张图中的原则，通过数据乘以某一个比例的方法还是得到了较好地曲线。3、总图绘制软件有时不能正常运行，重启电脑后材可以进行绘制。17设计体会课程设计的独立完成，从中体会到了不少平时无从得知的东西，像方法、态度等问题，均有不少感触。事非亲历不知难，像这种比较大的课程设计对一门课程的学习是一个很好的回顾，也能有不少收获。首先要细心谨慎，在记录数据、读图谱、计算时宁肯慢一点也不能太快，因为欲速则不达，如果出错重新改正则检查、修改必然花费更多时间，如果一开始没有满足条件，之后从头再来也必然得不偿失，所以对于初学者而言，螺旋桨课程设计可以说是慢工细活。再者，在进行图谱设计时要不断翻阅课本，有时甚至要翻阅手册，在课设完全结束时，课本也基本重新精读了一遍。最后，螺旋桨课程设计有着很重要的实际意义，跟以后的工作紧密联系，所以在本科阶段第一次设计时就培养良好的习惯对以后是大有裨益的。
