螺旋桨制图 课程设计之完整版PPT课件
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螺旋桨基础知识PPT课件
⒉螺旋桨材料
• 制造螺旋桨的金属材料主要有铜合金、铸铁和铸钢等。近年来国内外开始 采用玻璃钢、尼龙等非金属材料制造螺旋桨。在我国的内河小船上也有采 用钢板焊接螺旋桨。
• 锰青铜的机械强度高，延伸率大，抗冲击性能好，耐海水腐蚀，而且制造 和加工比较容易，但抗空泡剥蚀性能较差。
• 铝青铜是以钢铝为主体，添加锰，铁，镍等元素构成。它除了具有锰青铜 的优点外，还具有重量较轻，疲劳强度高、抗剥蚀性能好等优点，故多用 于制造大型高速船舶螺旋桨。其缺点是要求熔炼，浇铸技术高，同时大型 铸件的缓冷脆性等问题较难处理，造价较高。
第3页/共30页
㈡螺旋桨修造工艺
• 金属材料制造的工艺过程如下：铸模造型、浇铸金属、毛坯加工、成品检查、安装使用。下面分别叙述螺 旋桨材料和工艺过程的主要环节。
第4页/共30页
⒈铸模造型
• ⑴螺距板是制作下砂模时刮制螺旋面用的，它的准确性直接影响桨 的制造质量。确定螺距板的尺度不单要考虑桨叶的螺距，而且要考 虑铸造材料在浇注后的收缩变形、砖台厚度以及螺旋桨本身的几何 特点。
⒋螺旋桨锥孔与尾轴锥体的刮配
• 有键螺旋桨，应先在车间内将螺旋桨锥孔(称锥孔)与尾轴锥体 (称锥体)进行刮配。通常只刮削锥孔而不刮削锥体(但对于大直 径低速运转的尾轴，也可适当刮削其锥体)，所以一般在螺旋桨 锥孔上留有刮削余量。
• 螺旋桨锥孔与尾轴锥体刮配后，应保证其接合面在全长上均匀 贴合，在销键装配后检查时，贴合面积要求达到总接触面积的 75 ％ 以 上 ， 并 用 涂 色 检 查 ， 要 求 在 25×25mm 面 积 内 不 少 于 2～4点。为不使尾轴小端负荷集中，螺旋桨锥孔与尾轴配合的 大端，其接触情况应较小端紧密些。
第14页/共30页
• 根据螺旋桨锥孔沾油情况刮磨锥孔，可用风砂轮刮磨， 使锥孔与锥体贴合基本均匀，然后可用刮刀进一步按技 术要求刮磨。当刮配至贴合面积达到70％左右时，将 尾轴上的假键换为真键，再继续刮配(同时进行键与键 孔上键槽的刮配)，直至尾轴锥体与螺旋桨锥孔的接触 面 积 在 75 ％ 以 上 ， 且 每 25×25mm 的 面 积 上 不 少 于 2～4个油点为止。
• 制造螺旋桨的金属材料主要有铜合金、铸铁和铸钢等。近年来国内外开始 采用玻璃钢、尼龙等非金属材料制造螺旋桨。在我国的内河小船上也有采 用钢板焊接螺旋桨。
• 锰青铜的机械强度高，延伸率大，抗冲击性能好，耐海水腐蚀，而且制造 和加工比较容易，但抗空泡剥蚀性能较差。
• 铝青铜是以钢铝为主体，添加锰，铁，镍等元素构成。它除了具有锰青铜 的优点外，还具有重量较轻，疲劳强度高、抗剥蚀性能好等优点，故多用 于制造大型高速船舶螺旋桨。其缺点是要求熔炼，浇铸技术高，同时大型 铸件的缓冷脆性等问题较难处理，造价较高。
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㈡螺旋桨修造工艺
• 金属材料制造的工艺过程如下：铸模造型、浇铸金属、毛坯加工、成品检查、安装使用。下面分别叙述螺 旋桨材料和工艺过程的主要环节。
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⒈铸模造型
• ⑴螺距板是制作下砂模时刮制螺旋面用的，它的准确性直接影响桨 的制造质量。确定螺距板的尺度不单要考虑桨叶的螺距，而且要考 虑铸造材料在浇注后的收缩变形、砖台厚度以及螺旋桨本身的几何 特点。
⒋螺旋桨锥孔与尾轴锥体的刮配
• 有键螺旋桨，应先在车间内将螺旋桨锥孔(称锥孔)与尾轴锥体 (称锥体)进行刮配。通常只刮削锥孔而不刮削锥体(但对于大直 径低速运转的尾轴，也可适当刮削其锥体)，所以一般在螺旋桨 锥孔上留有刮削余量。
• 螺旋桨锥孔与尾轴锥体刮配后，应保证其接合面在全长上均匀 贴合，在销键装配后检查时，贴合面积要求达到总接触面积的 75 ％ 以 上 ， 并 用 涂 色 检 查 ， 要 求 在 25×25mm 面 积 内 不 少 于 2～4点。为不使尾轴小端负荷集中，螺旋桨锥孔与尾轴配合的 大端，其接触情况应较小端紧密些。
第14页/共30页
• 根据螺旋桨锥孔沾油情况刮磨锥孔，可用风砂轮刮磨， 使锥孔与锥体贴合基本均匀，然后可用刮刀进一步按技 术要求刮磨。当刮配至贴合面积达到70％左右时，将 尾轴上的假键换为真键，再继续刮配(同时进行键与键 孔上键槽的刮配)，直至尾轴锥体与螺旋桨锥孔的接触 面 积 在 75 ％ 以 上 ， 且 每 25×25mm 的 面 积 上 不 少 于 2～4个油点为止。
船舶螺旋桨理论PPT课件
弦向共有K个展向的格子线
K KL KT 1
格子线的坐标为1, 2 , k K ，其中
1 K L K KT
附着涡和源汇集中分布在这些展向格子线上。
18
现在来看弦向第k个格子，展向第m个格子的情况，参见下图对网
格交点 r m , k 的点Pm,k ，它的x坐标以xm,k 表示，则
xm,k Z R (m ) m k tg s (m )
19
以单位面积计算的源强密度 按（4-70）式求得。设线段 Pm,k Pm1,k
的长度为l ，则 m,k 应满足下式
m,k l
l
rm cos s (rm
)
取：
WT Q
f t s
17
弦向以间隔为 的幅平面进行分割，称各幅平面与参考面的交
线称为展向线。从参考面上 ＝0 的展向线，向导边方向共分有KL格，
向随边方向共有KT格，使
K L
min
4
KT
m
ax
4
其中 min 为导边处的最小角坐标值， max 为随边处的最大角坐标值。
)
1 2
(1
rH
)
c
os
现在在展向第m条带内，从导边到随边的所有这些涡段的涡强度
总和应等于Γ (rm ) 。
21
设附着涡弦向的连续分布密度为 b (r, ) ，则 m,k 应满足
m,k
k
2
b
(rm
,
)rm
d
螺旋桨基础理论ppt课件
进程hp与螺旋桨直径D 的比值称为 进速系数，以J 来表示，即
2 - 16
病 原 体 侵 入 机体， 消弱机 体防御 机能， 破坏机 体内环 境的相 对稳定 性，且 在一定 部位生 长繁殖 ，引起 不同程 度的病 理生理 过程
螺旋桨水动力性能
由式(3-36)及式(3-37)，可得进速系数J与滑脱比s之间的 关系为
作用在桨叶上的力及力矩
式中：rh为桨毅半径． R 为螺旋桨半径。
式（3 一34 ）把螺旋桨的推力、转矩与流场及螺旋桨的 几何特征联系起来。因而比动量理论的结果要精密完整得 多。 当螺旋桨以进速vA和转速n 进行工作时，必须吸收主机所 供给的转矩Q 才能发出推力T ，其所作的有用功率为TVA ，而吸收的功率为2ПnQ ，故螺旋桨的效率为
2 -9
病 原 体 侵 入 机体， 消弱机 体防御 机能， 破坏机 体内环 境的相 对稳定 性，且 在一定 部位生 长繁殖 ，引起 不同程 度的病 理生理 过程
作用在桨叶上的力及力矩
根据茹柯夫斯基升力公式，升元体上dr 段产生的升力 将式（3-28）代入式（3-27），并考虑到dD=єdL （є为
此种情况下螺旋桨产生负推力。螺旋桨不遭受旋转阻力时
旋转一周所前进的距离称为无转矩进程或无转矩螺距，并
以P2表示， 对于一定的螺旋桨而言，显然P2> P1> P ，船舶在航行时 ，螺旋桨必须产生向前的推力以克服船之阻力，才能使船
以一定的速度前进，故螺旋桨在实际操作时，其每转一周
前进的距离hp小于实效螺距P1 。实效螺距P1与进程hp之 差（P1-hp）称为实效滑脱，其与实效螺距P1的比值称为 实效2滑- 2脱0 比，以s1来表示，即
叶元体的阻升比），叶元体转矩dQ=rdF , 可得
2 - 16
病 原 体 侵 入 机体， 消弱机 体防御 机能， 破坏机 体内环 境的相 对稳定 性，且 在一定 部位生 长繁殖 ，引起 不同程 度的病 理生理 过程
螺旋桨水动力性能
由式(3-36)及式(3-37)，可得进速系数J与滑脱比s之间的 关系为
作用在桨叶上的力及力矩
式中：rh为桨毅半径． R 为螺旋桨半径。
式（3 一34 ）把螺旋桨的推力、转矩与流场及螺旋桨的 几何特征联系起来。因而比动量理论的结果要精密完整得 多。 当螺旋桨以进速vA和转速n 进行工作时，必须吸收主机所 供给的转矩Q 才能发出推力T ，其所作的有用功率为TVA ，而吸收的功率为2ПnQ ，故螺旋桨的效率为
2 -9
病 原 体 侵 入 机体， 消弱机 体防御 机能， 破坏机 体内环 境的相 对稳定 性，且 在一定 部位生 长繁殖 ，引起 不同程 度的病 理生理 过程
作用在桨叶上的力及力矩
根据茹柯夫斯基升力公式，升元体上dr 段产生的升力 将式（3-28）代入式（3-27），并考虑到dD=єdL （є为
此种情况下螺旋桨产生负推力。螺旋桨不遭受旋转阻力时
旋转一周所前进的距离称为无转矩进程或无转矩螺距，并
以P2表示， 对于一定的螺旋桨而言，显然P2> P1> P ，船舶在航行时 ，螺旋桨必须产生向前的推力以克服船之阻力，才能使船
以一定的速度前进，故螺旋桨在实际操作时，其每转一周
前进的距离hp小于实效螺距P1 。实效螺距P1与进程hp之 差（P1-hp）称为实效滑脱，其与实效螺距P1的比值称为 实效2滑- 2脱0 比，以s1来表示，即
叶元体的阻升比），叶元体转矩dQ=rdF , 可得
螺旋桨制图
螺旋桨制图
柯枭冰
2014-06-17
Ⅰ 画3个图的桨叶参考线OU（注意侧视图中的纵斜角）
Ⅱ 画10个半径处的等分线
量取距离的时候一定注意制图比例（对整张图有效）！
100
1 伸张轮廓图
◆
伸张轮廓
假想线—虚线表示
126.29
上表见《螺旋桨计算书》第14页
204.22 281.79
Hale Waihona Puke 1 伸张轮廓图d1dh
d2
5 包毂线—桨叶叶面与桨毂的相交线
5 包毂线—桨叶叶面与桨毂的相交线
5 包毂线—桨叶叶面与桨毂的相交线
5 包毂线—桨叶叶面与桨毂的相交线
5 包毂线—桨叶叶面与桨毂的相交线
r1=0.033D，r2=0.044D
5 标注尺寸、型值表、主尺度、标题栏
5 标注尺寸、型值表、主尺度、标题栏
欢迎提问！
螺旋桨制图
柯枭冰
2014-06-18
a
N’
P 2
2 正视图
◆从船后向船首看
N
a
b
b
a
N’
P 2
2 正视图
◆顶点绘制
N
N’
2 正视图
◆顶点绘制
a
a
2 正视图
光 顺 连 接 各 点
3 侧视图
◆从右舷往左舷看
3 侧视图
◆从右舷往左舷看
N
N’
3 侧视图
◆从右舷往左舷看
N
H'
A' H1 A1
N’
3 侧视图
◆从右舷往左舷看
◆桨叶切面
X-叶片横坐标，Yo-叶背纵坐标，Yu-叶面纵坐标
柯枭冰
2014-06-17
Ⅰ 画3个图的桨叶参考线OU（注意侧视图中的纵斜角）
Ⅱ 画10个半径处的等分线
量取距离的时候一定注意制图比例（对整张图有效）！
100
1 伸张轮廓图
◆
伸张轮廓
假想线—虚线表示
126.29
上表见《螺旋桨计算书》第14页
204.22 281.79
Hale Waihona Puke 1 伸张轮廓图d1dh
d2
5 包毂线—桨叶叶面与桨毂的相交线
5 包毂线—桨叶叶面与桨毂的相交线
5 包毂线—桨叶叶面与桨毂的相交线
5 包毂线—桨叶叶面与桨毂的相交线
5 包毂线—桨叶叶面与桨毂的相交线
r1=0.033D，r2=0.044D
5 标注尺寸、型值表、主尺度、标题栏
5 标注尺寸、型值表、主尺度、标题栏
欢迎提问！
螺旋桨制图
柯枭冰
2014-06-18
a
N’
P 2
2 正视图
◆从船后向船首看
N
a
b
b
a
N’
P 2
2 正视图
◆顶点绘制
N
N’
2 正视图
◆顶点绘制
a
a
2 正视图
光 顺 连 接 各 点
3 侧视图
◆从右舷往左舷看
3 侧视图
◆从右舷往左舷看
N
N’
3 侧视图
◆从右舷往左舷看
N
H'
A' H1 A1
N’
3 侧视图
◆从右舷往左舷看
◆桨叶切面
X-叶片横坐标，Yo-叶背纵坐标，Yu-叶面纵坐标
可调螺距螺旋桨ppt课件
可调螺距螺旋桨
1
、概述
船舶推进螺旋桨（CPP）的早期是桨壳与桨叶铸成同一整体，螺旋桨的螺距 角是固定不变的。1908年SEFELE公司研究并制造了首台可变螺距螺旋桨， 它的桨叶与桨壳分开制造，桨叶用螺钉安装到桨壳上并能在桨壳上旋转。这 就是今天我们使用的可变螺距螺旋桨，简称变距桨，又称调距桨。 可变螺距螺旋桨的优良性能早在20世纪初就被人们所认识，但由于当时的生 产和科学技术水平的限制，并没有得到推广应用，直到上个世纪70年代中期 才得到迅速发展。现在，从特种船舶、军用舰艇到一般的远洋货轮，从中、 小功率到几万千瓦大功率的变距桨都已见使用，今后变距桨必须还会获得更 大的发展。
11
谢谢！
12
9
3.改善了船舶的操纵性能。有利于实现驾驶自动化。由于液压传动技术的运用， 使变距桨易于实现遥控，如需改变航速，只需要通过遥控装置来改变螺距角，便 可实现从零到最大航速之间的无级调速，并在主机不停车亦无需换向的情况下， 可以很容易地实现倒航。这一性能，为提高船舶的自动化程度和实现无人机舱提 供了极为有利的条件。 4.提高了船舶的机动性。如第一章柴油机特性中所述，采用定距桨的柴油主机， 其最低航速因受柴油机最低稳定转速的限制（一般为6-7节①）如果要使船舶以 超低速航行，就必须使主机断续地起动、停止，而一旦螺旋桨停转，就会失去舵 效，影响船舶操纵。在大型船舶通过复杂航道，或进出港时，通常是需要超低速 航行的，且又要有良好的舵效和机动性。采用变距桨，则可以在主机不停车的情 况下实现任意的超低速航行，而且在必要时还可以使桨交替地以正车或倒车工作 来保证舵效。此外，采用变距桨也改善了船舶的停船性能。据估算，一艘65000 吨，功率为18000马力的油轮，由17.6节到全停车，采用定距桨需要12分钟，而 采用变距桨仅需要6分50秒，停船距离也大大缩短。
1
、概述
船舶推进螺旋桨（CPP）的早期是桨壳与桨叶铸成同一整体，螺旋桨的螺距 角是固定不变的。1908年SEFELE公司研究并制造了首台可变螺距螺旋桨， 它的桨叶与桨壳分开制造，桨叶用螺钉安装到桨壳上并能在桨壳上旋转。这 就是今天我们使用的可变螺距螺旋桨，简称变距桨，又称调距桨。 可变螺距螺旋桨的优良性能早在20世纪初就被人们所认识，但由于当时的生 产和科学技术水平的限制，并没有得到推广应用，直到上个世纪70年代中期 才得到迅速发展。现在，从特种船舶、军用舰艇到一般的远洋货轮，从中、 小功率到几万千瓦大功率的变距桨都已见使用，今后变距桨必须还会获得更 大的发展。
11
谢谢！
12
9
3.改善了船舶的操纵性能。有利于实现驾驶自动化。由于液压传动技术的运用， 使变距桨易于实现遥控，如需改变航速，只需要通过遥控装置来改变螺距角，便 可实现从零到最大航速之间的无级调速，并在主机不停车亦无需换向的情况下， 可以很容易地实现倒航。这一性能，为提高船舶的自动化程度和实现无人机舱提 供了极为有利的条件。 4.提高了船舶的机动性。如第一章柴油机特性中所述，采用定距桨的柴油主机， 其最低航速因受柴油机最低稳定转速的限制（一般为6-7节①）如果要使船舶以 超低速航行，就必须使主机断续地起动、停止，而一旦螺旋桨停转，就会失去舵 效，影响船舶操纵。在大型船舶通过复杂航道，或进出港时，通常是需要超低速 航行的，且又要有良好的舵效和机动性。采用变距桨，则可以在主机不停车的情 况下实现任意的超低速航行，而且在必要时还可以使桨交替地以正车或倒车工作 来保证舵效。此外，采用变距桨也改善了船舶的停船性能。据估算，一艘65000 吨，功率为18000马力的油轮，由17.6节到全停车，采用定距桨需要12分钟，而 采用变距桨仅需要6分50秒，停船距离也大大缩短。
船舶螺旋桨形式ppt课件
叶片裂纹或断裂
由于材料缺陷、超载或交变应力等原 因，导致螺旋桨叶片出现裂纹或断裂 。
螺距误差
由于螺旋桨桨叶的螺距制造误差或运 转时的变形等原因，导致螺旋桨螺距 与设计值不符。
螺旋桨故障的诊断方法
振动分析法
通过分析船舶的振动情况，判断螺旋桨是否 存在故障。
温度检测法
通过检测螺旋桨附近的温度，判断是否存在 过热或异常升温。
创新设计
通过数值模拟和实验研究，探索新型螺旋桨的设计理念和方 法，以适应未来船舶航行需求的变化。
THANKS
感谢观看
螺旋桨的作用
通过旋转螺旋桨，产生向前的推 力，使船舶得以前进、后退或保 持静止状态。
螺旋桨的种类与特点
种类
根据不同的分类标准，螺旋桨可分为 多种类型。如按桨叶数目可分为单桨 和双桨；按推进方式可分为前置推进 、后置推进和侧置推进等。
特点
不同类型的螺旋桨具有不同的特点和 应用场景。例如，单桨适用于中低速 航行的大中型船舶，双桨则适用于高 速航行的小型船舶。
在维修或更换螺旋桨时，需遵循相关安全操作规程，确保人员
和设备安全。
04
船舶螺旋桨的故障诊断与排除
螺旋桨的常见故障及原因分析
振动过大
由于螺旋桨桨叶的安装误差、制造缺 陷或螺旋桨运转时的不平衡等原因， 导致船舶振动过大。
效率下降
由于螺旋桨的表面腐蚀、水生物附着 或泥沙磨损等原因，导致螺旋桨的推 进效率下降。
声音诊断法
通过听螺旋桨运转时的声音，判断是否存在 异常。
压力检测法
通过检测螺旋桨附近的水流压力，判断是否 存在异常。
螺旋桨故障的排除与修复
清洗和修复
更换损坏的叶片
对螺旋桨表面的水生物和泥沙进行清洗， 修复腐蚀和磨损部分。
螺旋桨制图
D=4.78 m
P/D=0.6825 MAU Z=4
AE/A0=0.544
ε=8o η=0.545
Vmax =15.48 kn dh/D=0.18
right
ZQAL12-8-3-2 8406.75 kg
97893.4 kg cm s2
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13、螺旋桨总图(zǒnɡ tú)的绘制 在计算说明书中需给出实际绘图所用的桨叶轮廓尺寸表和叶切面尺寸表。
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由上表(shànɡ biǎo)计算结果画右 图（可用AUTOCAD或坐标纸 画）,从 PTE 曲线 与满载有效马 力曲线PE 的交点，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 如下表所 列。
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5、空泡校核(xiào hé)
按柏利尔空泡限界线中商船上限线，计算(jìsuàn)不发生空泡之最小展开面积比。
Inertia of whole propeller：
Gh 2874 kgf G 8406.75 kgf Ib 89453.4 kgf cm s2 Ih 8440 kgf cm s2 I 97893.4 kgf cm s2
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9、敞水性(shuǐxìng)征曲线之确定
10、系柱特性计算(jìsuàn)（不做要求）
t0.4R 153.9 mm, t0.5R 131.0 mm
t0.6R 108.2 mm, t0.7R 185.3 mm
t0.8R 62.4 mm, t0.9R 39.6 mm
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7、螺距(luójù)修正
由于毂径比和标准桨相同 0.18，故对此项螺距不需修正。 但是实际(shíjì)桨叶厚度大于标准桨叶厚度，故需因厚度差异进行螺距修正。 修正方法可参考第七章第四节。
螺旋桨制图 课程设计之完整版优秀课件
A'
N
N’
3 侧视图 ◆从右舷往左舷看 b'
S1
b' S
b'
21
S'
S1
3
3 侧视图 ◆顶点绘制
轴向位置
径
向
位
置
T'
T1
T1
3 侧视图
◆顶点绘制
◆最大厚度线
5 包毂线—桨叶叶面与桨毂的相交线
5 包毂线—桨叶叶面与桨毂的相交线
r1
dh
r2
2
2
2
d h 1 8 % D ,r 1 0 . 8 5 0 . 9 5 d h ,r 2 1 . 1 d h
P 2
2 正视图 ◆从船后向船首看
N
a
b
a
N’
P 2
2 正视图 ◆从船后向船首看
ab
N
b
a
N’
2 正视图 ◆顶点绘制
N N’
2 正视图 ◆顶点绘制
a
a
2 正视图
光 顺 连 接 各 点
3 侧视图 ◆从右舷往左舷看
3 侧视图 ◆从右舷往左舷看
N N’
3 侧视图 ◆从右舷往左舷看
N
N’
3 侧视图 ◆从右舷往左舷看
螺旋桨制图 课程设计之完 整版优秀课件
为什么制图？
终结设计
总图绘制
施工制造
布局
1 画3个图的桨叶参考线OU（注意侧视图中的纵斜角） 2 画10个半径处的等分线
1 伸张轮廓图
◆伸张轮廓
126.29
上表见《螺旋桨计算书》第14页
204.22
281.79
1 伸张轮廓图
◆桨叶切面
螺旋桨基础理论精品课件.ppt
理想推进器理论
在推力Ti和速度VA一定的条件下，要取得小的载荷系数必 须增大盘面积A0，对螺旋桨来说需增大直径D ，从而 提高效率。这一结论具有重要的现实意义。
2 - 13
3 一2 理想螺旋桨理论（尾 流旋转的影响）
实际螺旋桨在工作时，除产生轴向诱导速度外还产生周向 诱导速度，其方向与螺旋桨旋转方向相同，两者合成作用 表现为水流经过螺旋桨盘面后有扭转现象，如图3 -3 所 示。
2 -6
理想推进器理论
根据动量定理，作用在流体上的力等于单位时间内流体动 量的增量。而流体的反作用力即为推力，故推进器所产生 的推力
以上各式中，ρ为流体的密度。 为了寻求盘面处速度增量ua1与无限远后方速度增量ua的 关系，在推进器盘面前和盘面后分别应用伯努利方程．在 盘面远前方和紧靠盘面处有下列关系式：
理想推进器理论
式中：
，称为推进器的载荷系数。将式
（3 一9 ）代人式（3 一7 ）可得效率的表达式为：
由式（3 一9 ）及式（3 一10 ）可见，若己知推进器的 载荷系数σT，便可以确定诱导速度ua（或ua1）及效率 ηA．图3 一2 表示与载荷系数σT之间的关系曲线。σT愈 小则效率愈高．
2 - 12
故
2 -7
理想推进器理论
而在盘面远后方和紧靠盘面处有， 故 盘面前后的压力差p’1一p1就形成了推进器的推力，由式
（3 一2 ）及式（3 一3 ）可得
因推进器的盘面积为A0，故推进器所产生的推力Ti的另一 种表达形式为
2 -8
理想推进器理论
比较式（3 一1 ）及式（3 一5 ）可得
由上式可知，在理想推进器盘面处的速度增量为全部增量 的一半。水流速度的增量ua1及ua称为轴向诱导速度。 由式（3 一1 ）或式（3 一5 ）可见，轴向诱导速度愈 大，推进器产生的推力也愈大。
船舶推进螺旋桨基础理论PPT课件
34
第34页/共42页
船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
2、当转速不变，随进速的 增大，攻角随之减小，从而 力矩和推力也相应减小。
当进速的增大到某一数力大小相等方向相 反，故叶元体的推力等于零。
螺旋桨不发出推力时旋转一周所前进的 距离称为无推力进程或实效螺距 。
4、推力的另一种表达式：
轴向诱导速度越大， 推进器产生的推力也 越大。
9
第9页/共42页
船舶推进第二章 螺旋桨几何特征
六、理想推进器的效率
推进器的效率等于有效功率与消耗功率的比值 1、推进器在静水中航行时产生推力，则其有 效功率为：
2、推进器工作时，单位时间内尾流所取得的 能量为：
10
第10页/共42页
也就是说，有限翼展的机翼微段相当于二因次 机冀，故机翼微段将受到与VR垂直的升力dL和 与VR方向一致的粘性阻力dD。
26
第26页/共42页
船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
三、螺旋桨的作用力
27
第27页/共42页
船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
上式把螺旋桨的推力、转矩与流场及螺旋桨的 几何特征联系起来，因而比动量理论的结果要 精密完整得多。
24
第24页/共42页
船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
由于自由涡的存在，在空间产生一个诱导速 度场。在机冀后缘处，诱导速度垂直于运动 方向，故也称下洗速度。
25
第25页/共42页
船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
考虑了尾涡的诱导速度后，我们可以将有限翼 展的机翼微段近似地看作二元机冀的一段，如 果已知在y处的环量，从茹柯夫斯基升力公式 可知，dy段机翼所受的升力dL垂直于来流VR， 其大小为：
船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
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船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
2、当转速不变，随进速的 增大，攻角随之减小，从而 力矩和推力也相应减小。
当进速的增大到某一数力大小相等方向相 反，故叶元体的推力等于零。
螺旋桨不发出推力时旋转一周所前进的 距离称为无推力进程或实效螺距 。
4、推力的另一种表达式：
轴向诱导速度越大， 推进器产生的推力也 越大。
9
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船舶推进第二章 螺旋桨几何特征
六、理想推进器的效率
推进器的效率等于有效功率与消耗功率的比值 1、推进器在静水中航行时产生推力，则其有 效功率为：
2、推进器工作时，单位时间内尾流所取得的 能量为：
10
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也就是说，有限翼展的机翼微段相当于二因次 机冀，故机翼微段将受到与VR垂直的升力dL和 与VR方向一致的粘性阻力dD。
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船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
三、螺旋桨的作用力
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船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
上式把螺旋桨的推力、转矩与流场及螺旋桨的 几何特征联系起来，因而比动量理论的结果要 精密完整得多。
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船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
由于自由涡的存在，在空间产生一个诱导速 度场。在机冀后缘处，诱导速度垂直于运动 方向，故也称下洗速度。
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第25页/共42页
船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
考虑了尾涡的诱导速度后，我们可以将有限翼 展的机翼微段近似地看作二元机冀的一段，如 果已知在y处的环量，从茹柯夫斯基升力公式 可知，dy段机翼所受的升力dL垂直于来流VR， 其大小为：
船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
螺旋桨图谱设计
2923.051 3274.899 4127.456 3215.356 3602.389 4540.201
伴流分数 推力减额分数 相对旋转效率
2推进因子的决定
ω=
0.279
t= 0.1674
ηR=
1
5473.954 功率 6021.349
14.77 3850.92
船身效率
ηн=(1-t)/(1-
ω)
7.6 g/cm2 6596 hp
4 161.8 r/min
8°
P/D η0 D
Vmax AE/A0
b0.66R b0.25R b0.6R
1.514082121 m 1.091956026 m 1.50060679 m
表5.5 强度校核计算表
项目 弦长b
K1 K2 K3 K4 A1=D/P(K1-K2D/P0.7)+K3D/P0.7-K4 Y=1.36A1Ne/(Zbne)
15.30802 mm 163.8 mm
实际桨叶 按t1.0与 t0.25连直 线决定
t0.2=
173.69947 mm
t0.3=
153.9005347 mm
0.2
t0.4=
134.1016 mm
t0.5=
114.3026733 mm
0.4
t0.6=
94.503743 mm
t0.7=
74.704812 mm
0.5800101
0.4 0.4
0.612596097
0.55 0.55
0.603577219 100AE/A0
0.7 100Ad 0.7 100Ad
P/D η0 D Vmax AE/A0 P
6.强度校核 G= Ne Z= N=ne ε=
螺旋桨基础理论分解课件
相似参数
螺旋桨的相似参数包括桨叶角、螺距比、转速、雷诺数等，这些参 数在相似理论中起着重要作用。
相似定理
根据相似理论，可以通过改变螺旋桨的相似参数来研究其性能变化规 律，从而实现对实尺度螺旋桨性能的预测。
螺旋桨的尺度效应及其影响
定义及内涵
螺旋桨的尺度效应是指螺旋桨的性能随其尺寸变化而变化的现象。当螺旋桨的尺寸增大或 减小时，其周围的流场、湍流度、粘性等也会发生变化，从而影响螺旋桨的性能。
01
采用主动流动控制技术，如涡流 发生器、射流控制等，对螺旋桨 叶尖涡进行主动干预，提高螺旋 桨失速性能。
02
通过以上改进措施，可以有效提 高螺旋桨的空化和失速性能，保 证螺旋桨在各种工况下的稳定工作。
05
螺旋桨的相似理论与尺度效应
螺旋桨的相似理论
相似定 义
螺旋桨的相似理论基于流体力学的相似原理，即两个螺旋桨在几何 形状、运动状态、动力特性等方面完全相似，则它们的性能也将相 似。
• 试验设计与执行：在进行螺旋桨模型试验时，需要选择合适的模型尺寸、试验 设备等，并精确控制试验条件，以获得准确的试验数据。
• 数据处理与误差分析：对试验数据进行处理时，需要考虑各种误差来源，如测 量误差、环境干扰等，并采取合适的误差分析方法，以提高数据的可靠性。
• 换算方法与公式：为了实现螺旋桨模型试验数据与实尺度性能的换算，可以采 用相似的换算公式或方法。这些方法通常基于相似理论和尺度效应的研究成果， 通过调整相关参数来实现换算。换算过程中需要注意单位统一和适用范围。
形状优化
通过参数化建模和CFD评 估，可以对螺旋桨的叶型、 弦长、扭角等参数进行优 化，以寻求最佳性能。
控制策略优化
考虑螺旋桨与飞行器的相 互作用，CFD可用于优化 控制策略，如变速、变距等。
螺旋桨的相似参数包括桨叶角、螺距比、转速、雷诺数等，这些参 数在相似理论中起着重要作用。
相似定理
根据相似理论，可以通过改变螺旋桨的相似参数来研究其性能变化规 律，从而实现对实尺度螺旋桨性能的预测。
螺旋桨的尺度效应及其影响
定义及内涵
螺旋桨的尺度效应是指螺旋桨的性能随其尺寸变化而变化的现象。当螺旋桨的尺寸增大或 减小时，其周围的流场、湍流度、粘性等也会发生变化，从而影响螺旋桨的性能。
01
采用主动流动控制技术，如涡流 发生器、射流控制等，对螺旋桨 叶尖涡进行主动干预，提高螺旋 桨失速性能。
02
通过以上改进措施，可以有效提 高螺旋桨的空化和失速性能，保 证螺旋桨在各种工况下的稳定工作。
05
螺旋桨的相似理论与尺度效应
螺旋桨的相似理论
相似定 义
螺旋桨的相似理论基于流体力学的相似原理，即两个螺旋桨在几何 形状、运动状态、动力特性等方面完全相似，则它们的性能也将相 似。
• 试验设计与执行：在进行螺旋桨模型试验时，需要选择合适的模型尺寸、试验 设备等，并精确控制试验条件，以获得准确的试验数据。
• 数据处理与误差分析：对试验数据进行处理时，需要考虑各种误差来源，如测 量误差、环境干扰等，并采取合适的误差分析方法，以提高数据的可靠性。
• 换算方法与公式：为了实现螺旋桨模型试验数据与实尺度性能的换算，可以采 用相似的换算公式或方法。这些方法通常基于相似理论和尺度效应的研究成果， 通过调整相关参数来实现换算。换算过程中需要注意单位统一和适用范围。
形状优化
通过参数化建模和CFD评 估，可以对螺旋桨的叶型、 弦长、扭角等参数进行优 化，以寻求最佳性能。
控制策略优化
考虑螺旋桨与飞行器的相 互作用，CFD可用于优化 控制策略，如变速、变距等。
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螺旋桨制图 课程设计之完整 版
为什么制图？
终结设计
总图绘制
施工制造
布局
1 画3个图的桨叶参考线OU（注意侧视图中的纵斜角） 2 画10个半径处的等分线
1 伸张轮廓图
◆伸张轮廓
126.29
上表见《螺旋桨计算书》第14页
204.22
281.79
1 伸张轮廓图
◆桨叶切面
X-从导边开始的横坐标，Yo-叶背的纵向坐标，Yu-叶面的纵向坐标
X从导边到随边量取
1 伸张轮廓图
◆桨叶切面
注意事项
1 伸张轮廓图 ◆最大厚度线
2 正视图 ◆从船后向船首看
投影原理
船
正投影
侧投影 正投影
2 正视图 ◆从船后向船首看
2 正视图 ◆从船后向船首看
N
N’
P
2
2 正视图 ◆从船后向船首看
N
b
a
N’
P
2
2 正视图 ◆从船后向船首看
N
b
b
a
N’
P
A'
N
N’
3 侧视图 ◆从右舷往左舷看
b'
S1
b'
S
b'
21
S'
S1
3
3 侧视图 ◆顶点绘制
轴向位置
径
向
位
置
T'
T1
T1
3 侧视图
◆顶点绘制
◆最大厚度线
5 包毂线—桨叶叶面与桨毂的相交线
5 包毂线—桨叶叶面与桨毂的相交线
r1
dh
r2
2
2
2
dh 18%D, r1 0.85 0.95dh , r2 1.1dh
5 包毂线—桨叶叶面与桨毂的相交线
5 包毂线—桨叶叶面与桨毂的相交线
5 包毂线—桨叶叶面与桨毂的相交线
5 包毂线—桨叶叶面与桨毂的相交线
5 包毂线—桨叶叶面与桨毂的相交线
r1=0.033D，r2=0.044D
5 标注尺寸、型值表、主尺度、标题栏
5 标注尺寸、型值表、主尺度、标题栏
2
2 正视图 ◆从船后向船首看
N
a
b
a
N’
P
2
2 正视图 ◆从船后向船首看
ab
N
b
a
N’
2 正视图 ◆顶点绘制
N N’
2 正视图 ◆顶点绘制
a
a
2 正视图
光 顺 连 接 各 点
3 侧视图 ◆从右舷往左舷看
3 侧视图 ◆从右舷往左舷看
N N’
3 侧视图 ◆从右舷往左舷看
N
N’
3 侧视图 ◆从右舷往左舷看
为什么制图？
终结设计
总图绘制
施工制造
布局
1 画3个图的桨叶参考线OU（注意侧视图中的纵斜角） 2 画10个半径处的等分线
1 伸张轮廓图
◆伸张轮廓
126.29
上表见《螺旋桨计算书》第14页
204.22
281.79
1 伸张轮廓图
◆桨叶切面
X-从导边开始的横坐标，Yo-叶背的纵向坐标，Yu-叶面的纵向坐标
X从导边到随边量取
1 伸张轮廓图
◆桨叶切面
注意事项
1 伸张轮廓图 ◆最大厚度线
2 正视图 ◆从船后向船首看
投影原理
船
正投影
侧投影 正投影
2 正视图 ◆从船后向船首看
2 正视图 ◆从船后向船首看
N
N’
P
2
2 正视图 ◆从船后向船首看
N
b
a
N’
P
2
2 正视图 ◆从船后向船首看
N
b
b
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N’
P
A'
N
N’
3 侧视图 ◆从右舷往左舷看
b'
S1
b'
S
b'
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S'
S1
3
3 侧视图 ◆顶点绘制
轴向位置
径
向
位
置
T'
T1
T1
3 侧视图
◆顶点绘制
◆最大厚度线
5 包毂线—桨叶叶面与桨毂的相交线
5 包毂线—桨叶叶面与桨毂的相交线
r1
dh
r2
2
2
2
dh 18%D, r1 0.85 0.95dh , r2 1.1dh
5 包毂线—桨叶叶面与桨毂的相交线
5 包毂线—桨叶叶面与桨毂的相交线
5 包毂线—桨叶叶面与桨毂的相交线
5 包毂线—桨叶叶面与桨毂的相交线
5 包毂线—桨叶叶面与桨毂的相交线
r1=0.033D，r2=0.044D
5 标注尺寸、型值表、主尺度、标题栏
5 标注尺寸、型值表、主尺度、标题栏
2
2 正视图 ◆从船后向船首看
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2 正视图 ◆从船后向船首看
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2 正视图 ◆顶点绘制
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2 正视图 ◆顶点绘制
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3 侧视图 ◆从右舷往左舷看
3 侧视图 ◆从右舷往左舷看
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3 侧视图 ◆从右舷往左舷看
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3 侧视图 ◆从右舷往左舷看