舵设计计算书

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舵的设计0410

舵的设计0410

M
1 N V0 L3 dC N 2
K ' CM ' T CI
AR L2 d ' K T Ld
'
I
1 4 L dCI 2
1 AR L ' ' T K
舵面积
1)如舵面积不变,则K‘的 增加将导致T’的增加;
2)增大舵面积可在T’不变 的情况下增大K‘,或在K‘不 变时,使T’变小; 3)对一般民船, K‘和T’之 间存在一个近似的线性惯性, 找到了其中一个,就可预估 出另一个。



2、悬挂舵:只有上支承而无下支承,其舵叶全部悬挂在船体外的舵杆 上。广泛应用。 3、半悬挂舵:指下支承的位置设在舵叶中间的舵。
三、按舵叶的剖面形状分
1、平板舵:也称单板舵, 仅用于小船。
2、流线型舵(又称复板舵): 海船广泛采用。 除了部分非自航船外, 绝大数机动船都采用流线型
舵的分类
舵与船体、螺旋桨组成有机的整体,考虑它们的相互影响,力求 降低航向阻力,提高推进效率。
舵设计的内容
舵的数目和形式的选择 舵的尺度和形状的设计 舵力及舵杆扭矩计算和舵机功率估算。
舵的几何要素
舵面积AR:舵叶的侧投影面积(如有部分舵叶露出水面,舵面积
指设计水线以下的舵的侧投影面积); 舵高(展长)h,舵杆轴线方向舵叶上下缘的垂直距离;
第二节 舵装置的分类
一、按舵杆轴线在舵叶宽度上的位置分
1、不平衡舵:又称普通舵,
适用于小船。 特点:舵叶全部位于舵杆 轴线之后,舵钮支点较多, 舵杆强度容易得到保证。 需要较大的转舵力矩。

2、平衡舵:海船广泛应用。
特点:①舵杆轴线位于舵叶的前后缘之间; ②舵杆轴线之前的舵叶起平衡作用,这部分的面积与舵叶全 部面积之比称为平衡比度或平衡系数,一般在0.2~0.3之间;

舵系计算书

舵系计算书
1、计算数据:
总长 Lwl70.80m
垂线 间 长 Lpp67.00m
航 速 V14.81km/h
计算 速 度 VP18.52km/h(VP=1.25V)
吃 水 d5.51m
2、舵的型式及尺度:
型式:双支撑式平板舵
全船舵数:M = 2个
舵面积系数:µ=2.1%
单舵面积:Ad=µLd/M=5.64m2`
3.1.4正车时最大舵扭矩
3.1.5转舵力矩
3.2倒车舵水动力和舵机扭距计算
3.2.1舵压力
3.2.2压力中心至前缘的距离
3.2.3舵压力中心距舵轴的距离:
3.2.4倒车时最大舵扭矩
3.2.5转舵力矩
3.3操舵装置
实际选用转舵力矩为100KN·m的操舵装置。
4.舵杆计算:
根据CCS《钢质内河船舶入级与建造规范》(2002)的要求进行计算
7.材料:舵杆及法兰为#35锻钢;舵叶为CCSB
8.舵性能估算:回转直径
即Dh≈4.38L回转性能良好.
6.水平法兰(§3.2.8.2)
6.1连接水平法兰螺栓的个数:n=6
连接水平法兰的螺栓直径
实取d2=40mm加25.4%的裕度
6.2舵叶与舵杆的连接法兰厚度(§3.2.8.4)
法兰厚度应不小于螺栓直径,实取t=40mm
螺栓中心至法兰边缘的距离应不小于螺栓直径的1.2倍,1.2×40=48mm
实取50 mm数:e=0.27
平衡面积 : A0= eAd=1.66m2
展 舷 比 : λ=1.61
舵极限角 : θ=35º
舵剖面形状: 平板舵
3、舵机扭矩计算
3.1正车舵水动力和舵机扭矩计算(乔塞尔公式):
3.1.1舵压力

30000吨散货船舵系计算书

30000吨散货船舵系计算书

审 定日 期 2004.01标 检审 核校 对描 校编 制 吴 强描 打30000吨级散货船详 细 设 计舵系计算书JH403-230-01js上海佳豪船舶工程有限公司标记数量修改单号签 字 日 期总面积 m 2 0.6875 共 页 11 第 页1 会 签旧底图登记号 底图登记号1、概述本船为单甲板、双底层、艉机型、单机、单桨、单舵船。

航行在国内沿海港口。

本船装载货物以煤炭为主,兼运铁矿石谷物等散货。

2、计算依据本计算书是根据“2001钢质海船入级与建造规范”第2分册第3章第一节的有关要求进行计算的。

3、船舶的主要尺度及要素:总长L0a 178.00m垂线间长Lbp 170.80m型宽B 27.60m型深D 13.90m设计吃水d 9.60m服务航速v 13.5m4、舵的要素计算型式:半平衡半悬挂舵舵数量:1只4.1舵面积:A=A1+A2=25.26m2A1= A11+ A1ƒ==15.482m2A2= A22+ A2 ƒ==9.78m2ą1——系数0.33(正车),0.66(倒车)ą2——系数0.25(正车),0.55(倒车)A1ƒ=5.318 m2 A11=10.16 m2 A2 ƒ=1.425 m2 A2 2=8.357 m2正车:F=132×1.27×1.1×1.0×25.26×13.52=848.93KN 倒车:F=132×1.27×0.8×1.0×25.26×6.752=154.35KN 4.3舵杆扭矩T=F ·R NM式中:F —舵力 正车 F=848.93KN 倒车 F=154.35KNR —臂矩 m R=c 1(α1-β1)A A 1+ c 2(α2-β2)AA2 (m) 式中:A 1=15.482 m 2 A 2=9.78 m 2 c 1=78.32432.1614.2=+ c 2=22h A =2158.2815.2+=2.49β1=11A f A =482.15318.5=0.343 β2=22A f A =78.9425.1=0.146 正车时:R=3.78×(0.33-0.343)×235.25482.15+2.49×(0.25-0.146)×235.25753.9 =-0.03+0.1=0.07 m 又在正车时 R>A 101(A 1c 1+ A 2c 2)=26.25101⨯×(15.483×3.78+9.753×2.49)=0.328取R=0.328m 倒车时:R=3.78×(0.66-0.343)×235.25482.15+2.49×(0.55-0.146) ×235.25753.9 =0.735+0.389=1.124m∴正车时舵杆扭矩:T=F ·R=848.93×0.328=278.45KN.m 倒车时舵杆扭矩:T=F ·R=154.35×1.124=173.1 KN.m考虑船在风浪中及航行中受到的附加扭矩和舵系的摩擦扭矩。

舵计算书

舵计算书
下舵承处的舵杆最大弯矩Mb计算:(见下图)
Mb正=F正〔l2+ 〕=*N.m
Mb倒=F倒〔l2+ 〕=*N.m
式中:F正=*N
F倒=*N
l1=*m
l2=*m
l3=*m
=*m
=*m
共 6 页
第 4 页
4. 舵杆
4.1 舵柄处传递舵扭矩的舵杆直径按§3.1.5.1
Dt正=4.2 =*mm
Dt倒=4.2 =*mm
式中:T正=*N.m T倒=*N.m
取Ks=*选用#20锻钢
实取:Dt=*mm
4.2 下舵承处和下舵承以下的舵杆直径Dc按§3.1.5.4
Dc正=Dt正× =*mm
Dc倒=Dt倒× =*mm
式中:Dt正=*mm
Dt倒=*mm
T正=*N.m
T倒=*N.m
Mb正=*N.m
Mb倒=*N.m
实取: Dc=*mm
6.1键的剪切面积As= 4.52㎝2
键的受挤压面积Ak= 1.41㎝2
式中:Tf=0.02664Dt3Ks=9951.62 N.m
Dt≯1.15×62.63 =72.02mm,取72.02mm:Ks=1.0
ReH=235N/mm2; Dk=150mm;
实取:键40×22mml=180mmAs=56×2㎝2Ak=12.6×2㎝2
1. 船舶要素:
总 长LOA42.70m
设计水线长Lwl39.42m
垂线间长LPP38.30m
甲板宽 Bmax10.50m
型 宽10.00m
型 深3.20m
设计吃水2.20m
设计航速Vd12.0 kn
2. 舵基本要素:
舵 型:流线型悬挂式平衡舵(单支承见附图)

舵强度计算书.

舵强度计算书.

1. 概述1.1 本船是54m 甲板货船,适航于内河A 、B 、C 级航区。

1.2 本船舵计算按中国船级《钢质内河规范》(2009)的有关要求进行。

1.3 主尺度及参数总长L OA 59.5m水线长L S 58.53m型宽B 12.0m型深D 2.9m吃水d 1.2.3m航速V S =12km/h=6.4865kn=3.34m/s1.4 舵的计算参数舵叶数 2只舵类型 NACA0018悬挂舵舵平均高h 1.32m舵平均宽b 1.26展弦比λ 1.048舵面积A 1.67m 2面积系数μ 0.041平舵比e 0.286最大厚度t 0.227m最大舵角δ 35°2 舵杆计算2.1 下舵承处 按3.2.2.12.1.1 Cn 、 Cp 计算λ= 1.048Cn=1.059Cp=0.3952.1.2 R 计算(悬挂舵) m r h R 870.09075.0.22=+=式中:h=0.86 r=0.1372.1.2.1 r 计算,下列两式计算所得之值取大者r=|Cp -e|b=0.137r=0.1b=0.126式中:Cp=0.395 e=0.286 b=1.26mm R AV NC KD n b 15.8325.7323==δ实取:D=120mm式中: K=3.5 N=1 Cn=1.059A=1.67m 2 V=12km/h R=0.87 R 2=1.1r=0.15δb = 530N/mm 2 (#35)3 舵叶3.1 舵叶板(含顶板及底板)厚度 按3.2.5.1 mm V NC d a t n 31.410394.0105.12=++=式中:a=0.45m d=2.3 m N=1Cn=1.06 V=12km/h实取:t=5mm3.2 垂直隔板、水平隔板的厚度 按3.2.5.3实取:t=5mm4 舵力和舵杆扭矩计算 按蒲福-乔赛尔公式 详见《船舶设计实用手册.总体分册.中国船舶工业总公司.1998》。

舵系的设计计算

舵系的设计计算

舵系的设计计算1. 目的通过对舵系的各组成部分的设计、计算和验算确保本设计设计的舵系能满足船舶航行实现转向及安全的需要。

2. 适用范围本设计计算中的有关设计数据和内容,只适用于本设计中的舵系。

2. 舵系计算分析本设计采用双舵销半平衡舵,从图可知舵梁有三个支座,因此它是一个一次静不定梁系,也就是说由静力平衡条件的二个方程式无法求得三个支反力。

为此我们去掉一个“多余”支座(通常取为弹性支座),而代以“多余”支反力,使梁系成为静定梁系。

这样即可求得另外二个支座的支反力(为“多余”支反力的函数)。

可以计算梁及弹性支座的变形能,b V 和s V 系统的总变形能s b V V V +=。

根据最小变形能定理可得到一个补充方程:0=∂∂aR V(1) 这样就可以由(1)求得弹性支反力a R 。

再由二个静力平衡方程式即可求得另二个支反力b R 和c R 。

接着就可按材料力学的方法作出断面剪力和弯矩图了。

因为 ⎰=lz b d z EI z M V 02)(2)(所以 ⎰∂∂⋅=∂∂l z aa bd R z M z EI z M R V 0)()()(。

又因梁是由几个不同断面的梁段组成,所以又可写成:zi ni l b d EIizi M V ∑⎰==1212)(, ∑⎰=∂∂⋅=∂∂n i l z aa bi d R zi M EIi zi M R V 10)()(弹性支座a 的支座变形能aas Z R V 221=,所以aaa s Z R R V =∂∂ (1) 式可写为:aa zi a ni l Z Rd R zi M EIi zi M +∂∂⋅∑⎰=)()(11(1a ) 式中 )(z M ,)(zi M —距原点z 处的断面变矩)(z M 和第i 段梁的距第i 段梁原点zi 断面弯矩)(zi M ;)(z I ,Ii —距原点z 处的断面惯性距)(z I 和第i 段梁段数;a Z —弹性支座a 的支座弹簧常数。

舵系计算书

舵系计算书
6.水平法兰(§3.2.8.2)
6.1连接水平法兰螺栓的个数:n=6
连接水平法兰的螺栓直径
实取d2=40mm加25.4%的裕度
6.2舵叶与舵杆的连接法兰厚度(§3.2.8.4)
法兰厚度应不小于螺栓直径,实取t=40mm
螺栓中心至法兰边缘的距离应不小于螺栓直径的1.2倍,1.2×40=48mm
实取50 mm
4.1下舵承处舵杆直径(§3.2.2.1)
舵杆材料为#35锻钢
实取D=150mm
4.2舵柄处舵杆直径(§3.2.2.3)
实取:舵柄处舵杆直径D=130mm
上舵承处舵杆直径 D=150mm
5.舵板厚度(§3.2.5)
实取:t=12mm
单板舵舵叶上的水平加强筋在舵杆处的带板剖面模数W
实取:-20×150mmW=145.33cm3
3.1.4正车时最大舵扭矩
3.1.5转舵力矩
3.2倒车舵水动力和舵机扭距计算
3.2.1舵压力
3.2.2压力中心至前缘的距离
3.2.3舵压力中心距舵轴的距离:
3.2.4倒车时最大舵扭矩
3.2.5转舵力矩
3.3操舵装置
实际选用转舵力矩为100KN·m的操舵装置。
4.舵杆计算:
根据CCS《钢质内河船舶入级与建造规范》(2002)的要求进行计算
7.材料:舵杆及法兰为#35锻钢;舵叶为CCSB
8.舵性能估算:回转直径
即Dh≈4.38L回转性能良好.
实取面积 : Ad=6.13m2
平衡系数:e=0.27
平衡面积 : A0= eAd=1.66m2
展 舷 比 : λ=1.61
舵极限角 : θ=35º
舵剖面形状: 平板舵
3、舵机扭矩计算

舵计算书

舵计算书
47m甲板船
技术设计
标记
数量
修改标记
签字
日期
舵计算书
HBTC403-220-001JS
编制
翟景东
会签
校对
喻霁
打字
标检
朱显玲
总面积
m2
共4页
第1页
审核
杨鹄
湖北省船舶建造共性技术推广服务中心
审定
日期
2013.12
1.船舶主要数据
总长LOA47.00m
水线长Lwl44.75m
型宽BWL9.00m
设计吃水d 1.6m
型深D 2.25m
设计航速VS20Km/h
2.舵的基本参数
舵面积AR 1.69m2
舵高h 1.30m
舵平均宽度b 1.30m
平衡系数e 0.23
展舷比λ1
舵杆中心与舵叶前缘平均距离a 0.30 m
舵面积系数μ4.69%
舵剖面型式单板舵
3舵杆直径计算:按照CCS《钢质内河船舶入级与建造规范》(2002)
r=|Cp-e|b=0.2325
b=1.3
Cp=0.385
实取r=0.2325m
实取:D=90mm
3.2上舵承处舵杆ห้องสมุดไป่ตู้径D1按3.2.2.3
D1=69(KNCnAV2R2/σb)1/3=53.09mm
式中;R2=1.1r
K,σb,N,Cn,A,r,V同式3.1
实取D1=60mm
3.3舵叶的计算:按3.2.5.5
单板舵的舵板厚度t不小于下式计算之值:
t=0.7=5.1mm
式中:
D=53.09
实取t=6mm
3.4水平加强筋
单板舵舵叶上水平加强筋在舵杆处连同带板剖面模数W不小于下式计算之值:

豫宛货0818货船舵计算

豫宛货0818货船舵计算
舵型心距舵杆中心r=|Cp-e|×b=|0.371-0.243|×1.65=0.211M
r=0.1b=0.1×1.65=0.165M
r取大者,即r=0.211M
R2=1.1r=1.1×0.211=0.232M
三.舵杆计算3.2.2
K=3.5σb=597.80N/mm2(45#钢) N=1.0
实取:D=110mm
设计吃水3.20M(A级)/3.32M(BC级)舵叶尺寸2.06×1.52×1.65×1.65(H×h×B×b)
舵面积A=2.954M2舵平衡系数e=0.243舵型心距下舵承h=0.902m
展弦比λ=1.085航速V=14km/h
Cn=-0.55(λ-1)2+1.069=1.073
Cp=-0.ห้องสมุดไป่ตู้375(λ-0.8778)2+0.385=0.371
实取:D=110mm
四.舵叶计算3.2.5
流线型舵的舵叶板厚应不小于
t =
=
其中a为最大板格的短边边长
实取t =5mm
五.舵叶内垂直、水平隔板厚度计算3.2.5.3
实取t =8mm
豫宛货0818货船
舵系强度计算书
标记
数量
修改单号
签字
日期
图样标记
总面积m2
编制
张磊
打字
校对
审核
第1页
共2页
审定
武汉市武湖船厂
批准
日期
2009.04
一.说明
实船为钢质.双机.双桨.艉机型干货船,设有流线型舵二只。现按2002年《钢质内河船舶入级与建造规范》校核舵系结构强度。
二.主要数据
两柱间长43.26M,型宽8.98M,型深3.80M

舵系计算书.龙de船人

舵系计算书.龙de船人
实取:Dt=160 mm
3.1.2
197.8mm
式中 MB=34107.5N·m T=22160.2N·m
实取:Dc=200mm,#25船用锻钢
3.1.3
43.52N/mm2
14.13N/mm2
49.93N/mm2<158 N/mm2
式中 MB=34107.5N·m DC=200mm T=22160.2N·m
2.4
2.4.1
图中:l1=1.8ml2=0.52m
l3=2.5ml4=0.22m
l=l3+l4+l2=3.24m
计算载荷P
正车:P=F/l3=38539.56N/m
倒车:P=F/l3=8478.68N/m
2.4.2
34107.5N·m
式中 F=96348.9N取FA=0.1F FC=0.6F
2.4.3
本计算书根据中国船级社《钢质海船入级与建造规范》(2001)第2分册第3章要求计算。
1.1
总 长LOA79.650m
设计水线长LWL77.500m
垂 线 间长LPP75.800m
船 宽B14.000m
型 深D6.200m
设 计 吃水d5.000 m
设计航速V10节
1.2
型 式:普通双支点平衡舵
舵面积:A=6.26m2Af=1.5m2
1.445×107N/m
式中 I5=18706cm4l5=2.0m (取自规范计算书)
2.4.4
57809.3N
2.4.5
4mm
3
3.1
3.1.1
正车:Dt=4.2(T/KS)1/3=107.001mm
式中:正车时的舵杆扭矩T=22160.2N.m

50-63kNm拨叉式液压舵机计算书

50-63kNm拨叉式液压舵机计算书

50-63kNm拨叉式液压舵机计算书(系统计算)一、 系统计算:为了便于加工生产,我公司将公称扭矩50-63kN ·m 拨叉式液压舵机列为一个系列,柱塞直径Φ150mm ,舵柄半径350mm ,单舵(如使用双舵或三舵,则用户在选用时需要考虑必要的转舵机构相对于单舵所增加的效率损失),只是在公称压力上作调整。

现将液压系统参数计算如下: 1、舵机型号:234ggg2A-63/12(20、28) 234ggg2A-50/12(20、28)1) 计算油缸的压力 根据扭矩公式:M =( F 0/ Cos35°)×(R / Cos35°)× η×106公式中:M —— ±35°时舵机的公称扭矩 Nm ;F 0 —— 柱塞上的作用力 N : F = A*△P = 4πD 2*△P R —— 舵柄半径 m ;350 mm A —— 柱塞面积 m 2;A =4πD 2D —— 柱塞直径 m ;150mm△P —— 推舵机构最大工作压差 MPa ;η —— 推舵机构在最大转舵角±35°时的传动效率,取0.85按规定要求,当舵在35°时,油缸受力简图如下:F =350Cos F F 0= 4πD 2△P M = α2Cos P AR ∆η 则对于63kNm 拨叉式推舵机构,其压差为:△P = ηπαR D MCos 224×10-6 = 85.035.015.014.3)35(63000422⨯⨯⨯⨯⨯︒Cos ×10-6≈ 8 Mpa 考虑到管道损失1.6 Mpa则系统公称压力: P H = △P + 1.6 = 9.6 MPa设计压力: P S = 1.25 P H = 1.25×9.6 = 12 Mpa同理也可以得出 50kNm 参数:2)计算油缸的容积油缸的行程S 从一舷35°到另一舷30°为: S = R (tg35°+ tg30°)= 0.447 m 理论体积: V = A × S = 3.14 × 0.152 × 0.447 / 4 = 0.0079 m 3 = 7.9 L 3)油泵的选择(1)、试选用手动变量柱塞泵25SCY14-1B ,转速为1500r/min,额定最高压力31.5Mpa,考虑到配用4极电机,转速为1450r/min 。

舵系计算书——精选推荐

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舵系计算书一、概述:JHC667A-230-01JS共 3 页本船舵系按中国船级社《内河小型船舶建造规范》(2006)对B 级航区船舶的有关要求进行选配。

本船设悬挂平板舵一门。

二、船舶主要参数:总长:Loa=13.50m甲板宽:B=2.80m设计吃水:d=0.50m 垂线间长:Lpp =11.90m型深:D =0.90m计算航速:V =12km/h三、舵要素:舵面积:A=0.244舵面积系数:u=4.1舵宽:b=0.58展舷比:λ=0.724舵前缘距舵杆中心a=0.145平衡比:e=0.250舵型:悬挂平板舵m2%mm四、舵杆:1、由《规范》7.2.2.2 规定舵杆直径应不小于35mm。

本舵实取舵杆直径D =60mm,材料为#25优质碳素钢。

五、舵叶:1、由《规范》7.2.4.1规定平板舵的舵板厚度应不小于5mm。

实取舵叶板厚度为:t =5mm2、由《规范》7.2.4.1 规定平板舵舵叶上增设加强筋实取角钢L63×63×5 双复作加强筋。

六、人力操舵装置传动零件1、舵链直径由《规范》7.2.5.2 规定舵链(索)直径应不小于7~9 mm。

本舵实际选用φ7-6×7+FC-1570钢丝绳。

2、传动拉杆由《规范》7.2.5.3规定舵的传动拉杆直径应为舵链直径的1.2倍,即d′=9~11mm本舵实际传动拉杆直径为 d =9mm 的圆钢。

七、舵柄、舵柄毂本船的舵柄、舵柄毂参照中国船级社《钢质内河船舶建造规范》(2009)第1篇第3章的要求进行计算。

由《规范》3.2.10.1规定矩形舵柄在距离舵杆中心线1.5D1处的剖面对其垂直轴的剖面模数应不小于W=0.14(1- 1.5D1/R)D13 cm3 式中:D1=4.9cm R=40cm则:W=13.44cm3实际舵柄的剖面模数不小于13.44cm32、舵柄毂由《规范》3.2.10.1规定44mm实取h=50mm舵柄毂的高度h≥0.9D1 =舵柄毂的外径D0≥1.8D1 =88mm实取D0=100mm1JHC667A-230-01JS共 3 页八、舵机扭矩计算舵叶来流速度:正航时, Vr = V=3.33m/s 倒航时, Vr'= 0.6(Vr)=2.00m/sa=0.15mA=0.24m2b=0.58mα=35°sinα=0.573舵上水压力Pn、舵上水压力中心距舵叶前缘的距离Xb、水压力对舵杆扭矩M:正航计算:Pn = [20sinα/(0.2+0.3sinα)〕AVr2 kgf=83.4kgfXp = (0.195+0.305sinα)b m=0.21mM = 9.8Pn(Xp-a) N.m =56.8N.m倒航计算:2Pn'= [20sinα/(0.2+0.3sinα)〕AVr'kgf=30.035kgfXp'= Xp =0.21mM'= 9.8Pn'(b-a-Xp') =64.9N.m由正、倒航计算,舵杆最大扭矩Mmax =64.90N.m现舵扇半径R =0.40m因此,拉舵钢丝绳上的最大拉力为:P =61.94/0.40=162.24N现取钢丝绳安全系数n=6则选钢丝绳允许负荷为Pˊ= 6×162.24 =973.447N现本舵实际选用φ7-6×7+FC-1570钢丝绳,其破断拉力为P0=25.5kN,此值大大超过实际受力,故满足要求。

舵系计算书设绘通则

舵系计算书设绘通则

舵系计算书设绘通则前言本标准规定了“舵系计算书”的设绘通则。

本标准着重叙述了舵杆和舵叶的联接方式及其计算,特别是随着无键锥形联接方式日趋增多,关于这种联接方式的计算比较复杂,对整个舵系也影响较大。

本标准还着重叙述了舵叶结构的计算,因为在实际绘制舵叶结构图时,有时会发现舵叶结构的剖面模数不能满足规范所要求的抗弯要求,特别对那些具有切口的舵叶。

1 主题内容与适用范围1.1本标准规定了普通舵、悬挂式舵和半悬挂式半平衡舵等的“舵系计算书”编制的设绘依据、基本要求、内容要点、图面要求、注意事项、校审要点、质量要求以及附录(样图、相关标准等参考资料)。

1.2本标准适用于船舶舾装设计中,详细设计的设绘普通流线型舵的舵系计算书之用。

2 引用标准及设绘依据图纸2.1 引用标准下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。

本标准出版时,所示版本均为有效。

所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

a) CB/T743-1999船舶设计常用文字符号。

2.2 设绘依据图纸:a)设计任务书;b)船体说明书;c) 总布置图;c)艉部结构图。

3 基本要求3.1 舵系计算书是舵系设计的基本技术文件供设绘详细设计的舵系布置图、舵叶结构图及其零部件图之用,并作为供船东和船检审查的技术文件之一。

详细设计阶段的舵系计算书,应决定舵的类型、舵叶的几何参数、舵的支承型式及舵杆和舵叶的联接方式,计算舵的扭矩并决定舵机主要参数。

还应全面地对舵系所有的零部件、舵叶结构、舵杆和舵叶的联接方式,按相应的规范进行计算。

如果规范中没有相应的计算方法,则使用理论计算作补充,从安全、经济和便于施工等观点出发,决定各零部件的型式、尺寸和材料特性。

3.2 计算书应包括:a)满足船舶操纵性要求的舵的形式、舵叶的几何参数及其支承情况;b)进行舵的扭矩计算,并按相应的规范、本船的航区、设计任务书的要求及扭矩计算结果,决定舵机的主要参数;c)进行舵系各个主要零部件的计算,并决定其结构尺寸、相互关系和材料特性;d)决定舵杆和舵叶的联接形式(法兰联接、有键锥形联接或无键锥形联接),并进行联接计算,决定各个联接零部件的结构尺寸、相互关系、材料特性和联接参数;e)进行舵叶结构的强度计算,并决定组成舵叶箱型结构的各块钢板的厚度和材料特性。

无人机方向舵设计

无人机方向舵设计

飞机部件课程设计长空一号无人机方向舵设计目录一、初步方案 (4)1.1、结构形式 (4)1.2、翼肋布置 (4)1.3、悬挂点配置 (4)1.4、操纵接头的布置............................... 错误!未定义书签。

1.5、配重方式.................................... 错误!未定义书签。

1.6、开口补强方案................................. 错误!未定义书签。

1.7、方向舵理论图................................. 错误!未定义书签。

二、载荷分布及内力图................................ 错误!未定义书签。

2.1、载荷分布..................................... 错误!未定义书签。

2.2、悬挂点位置的确定 (5)2.3、内力图 (7)三、设计计算3.1、梁3.1.1、尺寸的确定 (7)3.1.2、材料的选择 (8)3.1.3、扭矩及扭矩图 (8)3.1.4、梁腹板校核 (10)3.1.5、梁缘条的校核............................ 错误!未定义书签。

3.2、蒙皮的设计计算 (12)3.2.1、前缘蒙皮校核 (12)3.2.2、后段蒙皮校核............................ 错误!未定义书签。

3.3、肋的设计计算 (14)3.3.1、后段普通肋的计算........................ 错误!未定义书签。

3.3.2、后段中间加强肋设计...................... 错误!未定义书签。

3.3.3、端肋肋的设计............................ 错误!未定义书签。

3.3.4、前缘加强肋的设计........................ 错误!未定义书签。

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3.舵的性能设计
设计船主尺度为Lbp=138.7m , B=25.1m ,设计吃水d=6.2m ,Cb=0.7893;单螺旋桨直径D=4.10m,轴线离基线高2.35m ,桨推力387000N ,设计速度V=13Kn 。

要求设计桨后的单舵,并计算舵机功率。

3.1.确定舵面积
按村桥-山田图谱决定舵面积比μ, 3.2B p C B d ==,20.09k d L ==, 从图中查得μ=0.0186,则舵面积为215.96R A m =,结合本船尾部线型,舵轴线自船体壳板到基线距离为5.68m,舵托高0.3m 左右,若舵下缘离基线0.37m,舵上缘离船体壳板0.26m,舵高h 可取 5.05m ,查询资料,取平衡比0.268e =则舵宽 3.16R b A h m ==,展弦比
1.60h b λ==,若再增大舵面积,势必增加b ,λ还要减小,是不利的。

所以确定舵面积为15.96㎡。

考虑到舵杆直径因素,采用NACA0018剖面。

此时桨尾流内舵面积
112.956R A =㎡,即10.81R R A A η==。

平衡比e 的大致范围
方形系数CB
平衡比e 0.60.70.8
0.25—0.260.26—0.270.27—0.28
3.2.舵力及舵机功率计算 3.2.1.单独舵舵力
考虑到舵杆直径因素,采用NACA0018剖面。

根据NACA0018试验资料使用普兰特(Prandtl )公式换算:
2
1212122121212157.311116, 1.60,,,,Y
y y p p x x C y
C C C C C C C λλααπ
λλπλλ⎛⎫⎛⎫
=====+
•-=+
•- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
列表计算见表如:
α105101520253035CY
00.240.470.710.91.13 1.32 1.42CX1
00.010.040.130.30.460.73 1.01α105101520253035CX200.01940.0760.2120.40.67 1.02 1.34CN2
00.24060.4740.73911.31 1.661.949α2
07.007313.9320.942834.54146.88λ1=6的试验数据λ2=1.60的换算结果
连成曲线后,在图标从新上读取λ2=1.60的NACA0018的数据
α05101520253035CN 00.180.3480.5150.70.9 1.11 1.34CP 0.250.240.230.22
0.220.30.330.33
3.2.2船桨后舵力
船体伴流分数Wp 按下式计算:
1
10.680.250.18p B p h w C w W H ⎛

=-+∆+⨯ ⎪⎝

(1) 式中:B C 为船的方形系数;
p w ∆的取值为当船尾为方尾时取0,巡洋舰尾取0.18
W 的取值,舵布置在中纵剖面上时取1.0,舵布置在中纵剖面两侧取0.15B C +. 这里取p w ∆=0.18,1h =0.26m, 5.050.26 5.31H m =+=,W=1.0,代入式(1)计算得
1p w =0.476
当船体与舵上缘的间隙大于舵的最大厚度时,按下式计算:
12220.680.430.18p B p h h w C w W H +⎛
⎫=-+∆+⨯ ⎪⎝⎭ (2)
取p w ∆=0.18,1h =0.26m ,2 5.05h h m ==,H=5.68m ,W=1.0时,代入式(2)计算得2p w =0.463
因舵上缘到船体之间的间隙为0.26m,远小于舵叶最大厚度,0.260.18 3.160.5688⨯=,
故取p w =1p w =0.476。

按式21(1)p k w =-计算得1k =0.2745。

桨推力系数
22222
188387000
4.64104.69.80.2745130.5147 4.10P P k V D σρππ⨯=
==⨯⨯⨯⨯⨯⨯
按式:12110.81 4.64 4.7584R P
R A k A σ=+=+⨯=,无舵柱,31k =;所以21231
2
R V A k k k ρ= 478364.6N 。

舵法向力
478364.6N N P C = ()N
舵杆扭矩
()()()1511.632r N P N P N P M P x a P b C e C C e =-=-=- ()KN m • 3.2.3舵机功率计算 (1)正车时舵杆扭矩的计算
出于安全的角度考虑,不计入船桨对来流速度及有效攻角的影响,计算列表如下:
表 正航舵杆扭矩计算值
α=δ/(°)
5101520253035CN 0.180.3480.5150.70.9 1.11 1.34PN/KN 86105.63166470.9246357.8334855.2430528.1530984.7641008.6CP-e
-0.018-0.028-0.038-0.0480.0320.0620.062Mr/(KN·m)-4.89769-14.7293-29.5826-50.790843.535104.0305125.5864
CP
0.250.240.230.220.30.330.33
(2)倒航时舵杆扭矩的计算
对于椭圆尾和巡洋舰尾,倒航时的速度取正航时0.6,130.51740.6 4.06V m =⨯⨯=,有关系数及数据为:
21k = 31k = 0.476
0.1593
3
p pb w w =
=
= 10.7073k = 0.75B N N C C = 21231
95371.012
R V A k k k ρ= (N ) 95.37101B B N N P C =• (KN) (1)301.3724(1)B B B r N P N P M P C e b C C e =+-=+- ()KN m •
列表计算得:
表 倒航舵杆扭矩计算值
α=δ/(°)5101520253035CNB 0.1350.2610.386250.5250.6750.8325 1.005PNB/KN 12.8750924.8918336.8370550.0697864.3754379.3963795.84787Cp+e-1-0.482-0.492-0.502-0.512-0.512-0.432-0.402MrB/(KN·m)-19.6103-38.6998-58.4354-81.0089-104.154-108.386-121.757 从正车和倒航的计算结果可见,舵机正负扭矩的最大值比较接近,说明选取的平衡比e 值是比较合适的。

平衡舵的舵杆摩擦扭矩f M 约取0.20的r M ,与此同时还需要预留50%的裕度,故舵杆最大扭矩为 1.5 1.2125.5864226.05552r M =⨯⨯= KN m •,所以选用230KN m •,但由于规格限制,选用50tf m •电动液压舵机。

根据上述有关计算数据和我国《钢质海船入级与建造规范》的规定,即可计算决定舵杆、舵叶及舵的其它主要零件尺寸,并进行舵的结构设计。

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