螺旋桨设计与绘制
定螺距螺旋桨攻角算法及其3D图绘制
定螺距螺旋桨攻角算法及其3D图绘制多旋翼无人机一般采用定螺距螺旋桨，而定螺距螺旋桨在其不同半径处的截面的攻角都不相同，随着半径增大，桨叶的攻角会按一定规律逐渐变小，本文将讨论其攻角变化的规律，并介绍其3D图绘制方法。
一．首先要明确螺距和攻角的概念。
螺距指的是在理想状态下，螺旋桨旋转一周后，在轴向移动的距离。
攻角是指将桨叶水平放置，其某个半径处的截面与水平面的夹角。
二．当螺旋桨在旋转时，桨叶上的每一个点的运动轨迹都是一条螺旋线。
桨叶在旋转一周后，桨叶上的每一个点上升的距离都一样，越靠近旋转轴的点，运动轨迹线就越陡峭，攻角也就越大。
反之，离旋转轴越远的点，运动轨迹就越平缓，攻角就越小。
将一条螺旋线所在的圆柱面展平，则会得到一条斜直线，将此圆柱面的周长当做底边，螺距当做高，即可得到一个直角三角形，∠ɑ就是此处的攻角。
螺旋线的半径越大，则攻角越小。
由反正切函数∠ɑ=atan(a/b) [a为对边，b为邻边]代入本例，得出：∠ɑ=atan(p/(2*π*r)) [p为螺距，r为半径]三.在PROE中，我们可以利用上面的公式，来确定螺旋桨在任意半径上的攻角，扫描出一个角度渐变的曲面，并在此曲面的基础上，按照选定的翼形，扫描出最终桨叶。
下面，我们用一个实例来介绍具体操作方法。
1.首先在TOP平面上拉伸一个圆柱体，当做螺旋桨的旋转轴。
并沿着x轴的方向绘制一条直线a，直线长度等于桨叶的半径。
2.在TOP平面绘制两条曲线b和c，即桨叶的俯视轮廓外观线。
3.将作为迎风面的一侧的曲线b做为截面，在TOP平面上拉伸出一个曲面。
4.在此曲面上投影一条曲线d，即桨叶主视角上轮廓线。
5．以曲线a为主轨迹做可变截面扫描曲面，以曲线d为辅助轨迹，参数如图。
6.截面为一条直线，使曲线d的端点位于直线的中点，标注直线与TOP平面的夹角（sd7），如下图，并在关系中加入关系式。
在PROE的关系式中，反正切函数格式为∠ɑ=atan2(a，b) [a为对边，b为邻边]在本例中，可得：∠ɑ=atan2(p，(2*pi*r)) [p为螺距，r为半径]设螺距p为4.5英寸，即为114.3mm；螺旋桨半径为127mm；trajpar为PROE内置函数，其值从0到1匀速变化。
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
船用螺旋桨制作方法
船用螺旋桨制作方法船用螺旋桨是船舶的重要设备之一，它通过转动产生推力，驱动船舶前进。
下面将介绍船用螺旋桨的制作方法。
一、设计螺旋桨的几何形状设计船用螺旋桨的几何形状是制作螺旋桨的第一步。
船舶设计师需要根据船舶的需求和性能要求，确定螺旋桨的直径、螺距、叶片数等参数。
同时，考虑到船体与螺旋桨的匹配，还需要确定螺旋桨的进气角、弯曲角等参数。
二、制作螺旋桨模型制作螺旋桨的模型是制造螺旋桨的关键步骤之一。
通常，制作螺旋桨模型的方法有数控机床铣削、电解加工和3D打印等。
其中，数控机床铣削是最常用的方法之一。
制作模型时，需要根据设计要求将模型材料切割成相应的形状，然后利用数控机床进行精确铣削。
三、制造螺旋桨母模制造螺旋桨母模是制造螺旋桨的关键步骤之一。
制造螺旋桨母模的材料通常选用耐磨性好、强度高的材料，如铸铁、铸钢等。
制造螺旋桨母模时，需要根据螺旋桨的几何形状，在模具中进行铸造或锻造。
制造螺旋桨母模时，需要注意模具的精度和表面质量，以确保螺旋桨的制造质量。
四、制造螺旋桨叶片制造螺旋桨叶片是制造螺旋桨的关键步骤之一。
制造螺旋桨叶片时，通常采用模铸法或数控机床铣削法。
在模铸法中，需要将螺旋桨的几何形状制作成模具，然后将熔化的金属注入模具中，待金属凝固后取出螺旋桨叶片。
在数控机床铣削法中，需要根据螺旋桨的几何形状，在金属材料上进行精确铣削。
五、组装螺旋桨组装螺旋桨是制造螺旋桨的最后一步。
在组装螺旋桨时，需要将螺旋桨叶片与螺旋桨母模进行组装，并进行合理的校正和调整。
同时，还需要在螺旋桨的轴上安装螺旋桨叶片，并进行固定，以确保螺旋桨的稳定性和可靠性。
六、测试与调试制造完成的螺旋桨需要进行测试与调试，以确保其性能和质量符合设计要求。
测试与调试包括静态平衡试验、动态平衡试验、推力试验等。
通过这些试验，可以检验螺旋桨的平衡性、推力性能等指标是否达到设计要求。
船用螺旋桨的制作方法包括设计螺旋桨的几何形状、制作螺旋桨模型、制造螺旋桨母模、制造螺旋桨叶片、组装螺旋桨以及测试与调试。
螺旋桨课程设计任务书
1.船舶主要参数1）原始给定船舶数据船型：远洋散装货船，球鼻艏、球艉、单桨、半悬舵。
总长195.0 m设计水线长190.0 m垂线间长185.0 m型宽28.4 m型深15.8 m设计吃水11.0 m设计排水量48755t型排水体积347423 m方形系数0.821棱形系数0.8252）船舶有效马力曲线船体船舶的有效马力曲线是表征船体阻力特性的曲线一可通过近似估算或船模阻力试验来确定，对应于不同装载情况将有不同的有效马力曲线，一般有满载和压载之分。
此外考虑到由于风浪或污底等情况，则尚需增加一定百分数（20%左右）的有效马力裕度，通过下表可绘制附图二中的P E曲线。
2.主机与螺旋桨参数主机型号6RLB66 主机发出功率额定转速螺旋桨型号MAU 叶数4桨数旋向型柴油机1台P s 11100 hpn 124 r / min型叶单桨右旋螺旋桨材料ZQAL12-8-3-2(K=1.2)材料桨轴距基线高度 3.6 m 3. 设计工况、参数设计功率设计转速螺旋桨直径4. 推进因子的确定伴流分数推力减额分数螺旋桨直径轴系传送效率船身效率5. 可以达到的最大航速设计海水密度：船后螺旋桨敞水受到马力7.4 g / cm3按满载工况设计，P 0.85P sn 124 r / minD 5.6mw 0.36 t0.216D 5.6m0.981 t 1 0.2161.2251 w 1 0.362 4104.63 kgf s /m(取R 1.0):P D 0 P S 0.85 S R 11100 0.85 0.98 1.0hp 9246.3hpQ 75P D02 n75 9246.353431.721kgf m124 J2 3.14 -60螺旋桨转速:n 124 r min 2.067 r s 螺旋桨产生的扭矩螺旋桨转矩系数：KQ 0.0217以MAU4-40 MAU4-55 MAU4-70的敞水性征曲线进行设计一插值计算：其中：P TE P D00 H，见教材P264附录图一MAU4-40敞水性征图谱，由J、P/D 可查得K T、10K Q和n 0 o表一敞水图谱设计表其中：P TE P DO0 H见教材P264附录图一MAU4-40敞水性征图谱，由J、P/D可查得K T、10K Q和n 0由表一可绘制如教材P119图8-9所示，以V为横坐标，以P E、P/D、o和P TE为纵坐标绘制图谱设计的计算曲线，图中曲线P E和曲线P TE的交点即为所求的螺旋桨，将该交点平行纵轴与图中各取线的交点列于下表中。
螺旋桨设计与绘制讲解
第1章螺旋桨设计与绘制1.1螺旋桨设计螺旋桨设计是船舶快速性设计的重要组成分。
在船舶型线初步设计完成后，通过有效马力的估算获船模阻力试验，得出该船的有效马力曲线。
在此基础上，要求我们设计一个效率最佳的螺旋桨，既能达到预定的航速，又能使消耗的主机马力最小；或者当主机已经选定，要求设计一个在给定主机条件下使船舶能达到最高航速的螺旋桨。
螺旋桨的设计问题可分为两类，即初步设计和终结设计。
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要求设计出最合适的螺旋桨，然后由螺旋桨的转速计效率决定主机的转速及马力。
终结设计：主机马力和转速决定后，求所能达到的航速及螺旋桨的尺度。
在本文中，根据设计航速17.5kn，设计螺旋桨直径6.6m，进行初步设计，获得所需主机的马力和主机转速，然后选定主机；根据选定的主机，计算最佳的螺旋桨要素及所能达到的最大航速等。
1.1.1螺旋桨参数的选定（1）螺旋桨的数目选择螺旋桨的数目必须综合考虑推进性能、震动、操纵性能及主机能力等各方面因素。
若主机马力相同，则当螺旋桨船的推进效率高于双螺旋浆船，因为单螺旋桨位于船尾中央，且单桨的直径较双桨为大，故效率较高。
本文设计船的设计航速约为17.5kn的中速船舶，为获得较高的效率，选用单桨螺旋桨。
（2）螺旋桨叶数的选择根据过去大量造成资料的统计获得的桨叶数统计资料，取设计船螺旋桨的叶数为4叶。
考虑到螺旋桨诱导的表面力是导致强烈尾振的主要原因，在图谱设计中，单桨商船的桨叶数也选为4叶。
（3）桨叶形状和叶切面形状螺旋桨最常用的叶切面形状有弓形和机翼型两种。
弓形切面的压力分布较均匀，不易产生空泡，但在低载时效率较机翼型约低3%~4%。
若适当选择机翼型切面的中线形状使其压力分均匀，则无论对空泡或效率均有得益，故商用螺旋桨采用机翼型切面。
根据以上分析，选择MAU4叶桨系列进行螺旋桨设计。
1.1.2 螺旋桨推进因子螺旋桨的伴流分数取螺旋桨以等推力法进行敞水实验获得的实效伴流：0.404ω=推力减额按照汉克歇尔关于单桨螺旋桨标准商船公式进行计算：0.500.120.22P t C =-=主机的轴系传递效率： 0.97s η= 相对旋转效率： 1.00R η= 船身效率： 1 1.311H tηω-==-1.1.3 有效马力曲线有效马力曲线表征的是船体阻力特征。
螺旋桨基本设计与图谱应用
步设 计用 于估算 所需 要 的主机 功率 和螺 旋 桨 的初 步 选型 ； 最终设 计 是在 主机 功率被 确 定后 ， 进 一 步细 化 适合 于生 产制 造 的螺旋 桨参数 。
１ ． １ 初 步设 计 在初 步设计 阶段 ， 根 据设计 任 务 书 ， 为 新设 计 船
１ 螺 旋 桨 设 计 概 述
螺旋桨 起着 把 主推进 柴油 机发 出 的功 率转 化 为 推力 的 作 用 ， 其 设 计 的 好 坏 直 接 影 响 船 舶 的 推 进
性能 。
船 的有效 阻力 曲线 ， 或 通 过 航 模试 验求 得其 有 效 阻
力 曲线 ， 根 据设 计 要 求 估 算 出某 一 特定 航 速下 的有
型 算 出所 需 主机 功 率 ， 从 主 机 功 率 最终 确 定 螺 旋 桨的 最 终 选 型 ， 以 最 佳 直 径 比为 指 标 的 选 型 方 法 来 交 互 计 算 螺
旋 桨 转速 和 直 径 两 个 变 量 ， 并 最 终 选 出最 佳 螺 旋 桨 。
关键 词
螺旋 桨 ； 船模报告 ； 最佳直径 ； 图谱 ； 空泡 校 核 ； 强 度 校 核
ｔ ｉ ｏｎ ｕｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈｅ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｕｍ ｄｉ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ，ｐｒ ｏ ｐｅ ｌ ｌ ｅ ｒ ｓ ｐｅ ｅ ｄ ａ ｎｄ ｄ ｉ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ａ ｒ ｅ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ，ａ ｎｄ ｔ ｈ ｅ ｂｅ ｓ ｔ ｐｒ ｏ ｐｅ ｌ ｌ ｅ ｒ ｆ ｒ ｏｍ ｔ ｈ ｅ ｔ ＷＯ ｖ ａ ｒ ｉ ｅ ｓ ｂｙ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｕｍ ｄ ｉ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ａ ｒ ｅ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｌ ｌ ｅ ｒ ；ｓ ｈ ｉ ｐ ｍｏｄ ｅ ｌ ｔ ｅ ｓ ｔ ；ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｕ ｍ ｄ ｉ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ；ｄｉ ａ ｇｒ ａ ｍ ；ｃ ａ ｖ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ — ｔ ｉ ｏｎ；ｓ ｔ ｒ ｅ ｎｇ ｔ ｈ ｃ ａｌ ｃ ｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
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。
螺旋桨图谱设计PPT课件
η0 P/D
单 位 kn V1 kn VA1
N
BP1
δ1 D1 D﹡ δ﹡1
η01 (P/D
)
1
数 V2 VA2
N BP2
δ2 D2 D﹡ δ﹡2 η02 (P/D )
第98页/共65页
注意：
N —— 螺旋桨转速(rpm,即r／min)，
PD —— 螺旋桨敞水收到马力(hp)， VA —— 螺旋桨进速(kn)， D —— 螺旋桨直径(m).
ρ --- 为海水密度，取104.51 kgf·s2／m4
BP --- 功率系数 直径系数δ
NPD0.5 VA2.5
BP
33.30
1. 根据造船统计资料选择螺旋桨叶数 2. 螺旋桨叶数对推进性能的影响 3．综合考虑螺旋桨效率与空泡性能 4．螺旋桨叶数的选择与振动的关系
第321页/共65页
三、螺旋桨的直径
直径 ， 转速
效率
船舶吃水、尾框间隙
有限船舶直径
设计图谱
螺旋桨直径
船后间隙等因素
修正
第332页/共65页
常处于压载航行的船舶，宜采用直径较小的螺旋 桨，以照顾压载时的效率和避免叶梢露出水面。 从振动方面考虑，螺旋桨与船体间的间隙不宜过 小，否则可能引起严重振动。
第76页/共65页
一、AU型螺旋桨 设计图谱及其应 用
1. B-δ型设计 图谱的建立
AU5-50螺旋 桨敞水性征 曲线组
0.9
AU5-50
0.8
K T = T /ρn D2 4 K Q = Q/ρn2D 5
η0 = KTJ /2πKQ
0.7
J = V A/nD
0.6
K T , 10K Q
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。
螺旋桨设计与绘制汇总
螺旋桨设计与绘制汇总螺旋桨是一种船舶和飞机上常用的推进装置，其设计与绘制涉及到多个方面，包括几何形状、流体力学、材料力学等等。
以下是关于螺旋桨设计与绘制的汇总，详细介绍了各个方面的内容。
一、螺旋桨的几何形状设计1.螺旋桨的基本几何形状包括螺距、叶片数、叶片截面形状等。
确定螺距时需要考虑推进效率和船舶/飞机的性能需求，叶片数的选择影响到螺旋桨的稳定性和噪音产生。
叶片截面形状通常为翼型，需要进行流线型设计，以减少阻力和音响。
2.利用计算机辅助设计软件进行螺旋桨的三维模型设计，可采用实体造型或曲面造型方法。
实体造型较为简单，但不易调整；曲面造型则可以更加灵活地对螺旋桨进行优化。
二、螺旋桨的流体力学设计1.螺旋桨受到的流体力学作用主要包括阻力、升力和扭矩。
螺旋桨的叶片形状和叶片曲度将直接影响这些力的大小和分布。
三、螺旋桨的静力学和强度设计1.螺旋桨在运行时会受到来自流体力学、离心力和惯性力等载荷的作用，因此需要进行强度和振动分析。
静力学分析用于确定螺旋桨的刚度和变形情况，而动力学分析则用于确定螺旋桨的共振频率和临界速度。
2.使用有限元分析软件对螺旋桨进行强度和振动分析，以确保螺旋桨在运行时不会发生破裂或共振失效。
四、螺旋桨的材料选择和制造工艺1.螺旋桨常用的材料包括高强度钢、铝合金、复合材料等。
材料的选择主要考虑到强度、耐腐蚀性和重量等因素。
复合材料由于具有轻质、高强度和良好的耐腐蚀性能，逐渐在螺旋桨制造中得到应用。
2.螺旋桨的制造工艺包括铸造、锻造、机械加工和涂装等。
涂装工艺对螺旋桨的表面光滑度和耐腐蚀性都有重要影响。
总结：螺旋桨的设计与绘制涉及到几何形状、流体力学、静力学和强度分析、材料选择和制造工艺等多个方面。
设计过程中需要使用计算机辅助设计软件和CFD软件进行模拟和优化，并结合有限元分析软件进行强度和振动分析。
材料的选择需要考虑到强度、耐腐蚀性和重量等因素。
制造工艺包括铸造、锻造、机械加工和涂装等。
船用螺旋桨制作方法
船用螺旋桨制作方法
船用螺旋桨的制作方法如下：
1. 设计：根据船用螺旋桨的需求，包括船型、功率和转速等参数，进行设计。
2. 材料准备：根据设计要求，选取合适的材料，通常为高强度的不锈钢材料，用于制作螺旋桨的叶片和轴。
3. 加工叶片：使用数控机床或其他加工设备，根据设计要求，将不锈钢板材加工成螺旋状的叶片。
这一过程需要非常精确的操作，确保叶片的几何形状和比例符合设计要求。
4. 焊接：将加工好的叶片焊接到轴上，并进行均衡校验，确保叶片的重心均衡且轴与叶片的连接牢固。
5. 平衡调试：将制作好的螺旋桨放到平衡机上进行平衡调试，确保螺旋桨的平衡性能符合要求。
如果有不平衡的情况，可以通过调整叶片的重量或形状来进行修正。
6. 表面处理：对螺旋桨进行抛光处理，提高其表面的光滑度和防腐性能，以延长其使用寿命。
7. 测试和安装：将制作好的螺旋桨进行测试，确保其性能达到设计要求。
然后，将其安装到船舶上，开始使用。
值得注意的是，船用螺旋桨的制作过程需要严格按照设计要求
和相关标准进行操作，以确保其安全性和可靠性。
在整个制造过程中，需要注意材料选择、加工精度、焊接质量、平衡性能等方面的控制，以保证螺旋桨的质量。
[工学]螺旋桨图谱设计
![[工学]螺旋桨图谱设计](https://img.taocdn.com/s3/m/53825aab8762caaedd33d43d.png)
第九章螺旋桨图谱设计§9-1 设计问题与设计方法螺旋桨设计是整个船舶设计中的一个重要组成部分。
在船舶线型初步设计完成后，通过有效马力的估算或船模阻力试验，得出该船的有效马力曲线。
在此基础上，要求我们设计一个效率最佳的螺旋桨，既能达到预定的航速，又要使消耗的主机马力小；或者当主机已选定，要求设计一个在给定主机条件下使船舶能达到最高航速的螺旋桨。
因此，螺旋桨的设计问题可分为两类。
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马力，并据此订购主机。
具体地讲就是：①已知船速V，有效马力PE，根据选定的螺旋桨直径D，确定螺旋桨的最佳转速n、效率η0、螺距比P/D和主机马力P s；②已知船速V，有效马力PE，根据给定的转速n，确定螺旋桨的最佳直径D、效率η0、螺距比P/D和主机马力Ps。
二、终结设计主机马力和转速决定后(最后选定的主机功率及转速往往与初步设计所决定者不同)，求所能达到的航速及螺旋桨的尺度。
具体地讲就是：已知主机马力Ps、转速n和有效马力曲线，确定所能达到的最高航速V，螺旋桨的直径D、螺距比P/D及效率η0。
新船采用现成的标准型号主机或旧船调换螺旋桨等均属此类问题。
在造船实践中，一般采用标准机型，所以在实际设计中，极大多数是这类设计问题。
目前设计船用螺旋桨的方法有两种，即图谱设计法及环流理论设计法。
图谱设计法就是根据螺旋桨模型敞水系列试验绘制成专用的各类图谱来进行设计。
用图谱方法设计螺旋桨不仅计算方便，易于为人们所掌握，而且如选用图谱适宜，其结果也较为满意，是目前应用较广的一种设计方法。
应用图谱设计螺旋桨虽然受到系列组型式的限制，但此类资料日益丰富，已能包括一般常用螺旋桨的类型。
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，并能照顾到船后伴流不均匀的影响，因而对于螺旋桨的空泡和振动问题可进行比较正确的考虑。
螺旋式桨叶设计方案
螺旋式桨叶设计方案一、初步构想。
1. 用途决定形状。
首先得想清楚这螺旋桨叶是干啥用的。
要是给小飞机用的，那得追求速度和效率，桨叶就不能太笨重。
要是给那种慢悠悠的观光船用的，可能就更注重稳定性和静音效果。
比如说给无人机用的螺旋桨叶，就得小巧灵活，像个精致的小扇子。
2. 材质选择。
这就像给桨叶挑衣服一样。
如果预算充足，碳纤维是个超棒的选择。
它又轻又结实，就像超级英雄的铠甲。
要是想省点钱，铝合金也不错，虽然没碳纤维那么酷炫，但也算是经济实惠型的“选手”。
二、具体设计参数。
1. 桨叶数量。
这得看具体情况。
一般来说，双桨叶的结构简单，就像简单朴素的小两口，配合起来也能把事情办好。
但是三桨叶或者更多桨叶呢，就像一个大家庭，力量更均衡，在很多情况下能提供更稳定的动力。
比如说那种大型直升机，好多都是多桨叶的，看起来就特别威风。
2. 桨叶形状。
桨叶的形状可是个大学问。
它的前缘要比较圆润，就像人的额头，这样在高速旋转的时候空气或者水可以比较顺滑地流过。
后缘呢，可以稍微薄一点，像刀刃一样，但也不能太锋利啦，不然容易损坏。
而且桨叶从根部到尖端要有个渐变的形状，根部粗一点，像大树的树干，能承受更大的力量，尖端细一点，就像树枝的末梢，这样在旋转的时候效率更高。
还有桨叶的扭曲度也很重要。
可以想象一下，桨叶就像一个拧巴的麻花，从根部到尖端要有一定的扭曲角度。
这个角度是为了让桨叶在不同的位置都能有效地抓住空气或者水，就像你的手在不同的高度都能抓到东西一样。
3. 桨叶尺寸。
这得根据要推动的东西的大小和需要的动力来决定。
如果是给小玩具船设计螺旋桨叶，那肯定不能太大，不然船都被桨叶压沉了。
要是给那种大型货轮设计，桨叶就得像巨人的手掌一样大，这样才能产生足够的推力。
一般来说，先确定个大概的直径范围，然后再根据具体的动力需求和旋转速度来微调。
三、测试与改进。
1. 模拟测试。
在真正制造出来之前，可以先在电脑上搞个模拟测试。
就像玩游戏一样，把桨叶的设计参数输入进去，看看在不同的环境下它的表现如何。
简易螺旋桨制作方法
简易螺旋桨制作方法
首先，我们需要准备的材料有：薄木板或塑料板、剪刀、砂纸、尺子、铅笔和胶水等。
薄木板或塑料板可以根据需要的螺旋桨大小来选择，一般建议选择轻便且易加工的材料。
接下来，我们开始制作螺旋桨。
首先，用尺子和铅笔在木板或塑料板上画出螺旋桨的形状。
一般来说，螺旋桨的形状类似于一个细长的椭圆形，但具体形状可以根据实际需要来设计。
然后，用剪刀沿着画好的线条将螺旋桨剪下来。
剪下螺旋桨后，我们需要对其进行打磨。
使用砂纸将螺旋桨的边缘和表面打磨光滑，这样不仅可以提高螺旋桨的美观度，还可以减少在使用过程中的阻力。
接下来，我们可以在螺旋桨的叶片上加工出一些弧度，以增加其在水中的推进力。
用铅笔在叶片上画出所需的弧度，然后用剪刀或砂纸沿着线条进行修剪和打磨。
最后，如果需要将螺旋桨固定在某个设备上，可以使用胶水将其粘贴在相应的位置。
但需要注意的是，胶水的固定效果可能并不十分牢固，因此在使用过程中需要避免过大的力量或速度。
除了上述的制作方法外，还可以使用其他材料来制作螺旋桨，如金属片、泡沫板等。
不同的材料有不同的优缺点，可以根据实际需要来选择。
同时，制作螺旋桨的过程也可以作为一个有趣的DIY项目，让孩子们在动手制作的过程中学习到更多的知识和技能。
以上就是制作简易螺旋桨的详细步骤和方法。
希望这些信息对你有所帮助，祝你制作成功！。
第二章螺旋桨的几何形体与制造工艺
第二章螺旋桨几何形体与制造工艺螺旋桨是目前应用最为广泛的一种推进器，因而也就成为船舶推进”课程研究的主要对象。
要研究螺旋桨的水动力特性，首先必须对螺旋桨的几何特性有所认识和了解。
§ 2-1螺旋桨的外形和名称、螺旋桨各部分名称螺旋桨俗称车叶，其常见外观如图2-1所示。
图2-1螺旋桨通常装于船的尾部（但也有一些特殊船在首尾部都装有螺旋桨，如港口工作船及2 4A o =TT D (2-1)渡轮等），在船尾部中线处只装一只螺旋桨的船称为单螺旋桨船 ，左右各一者称为双螺旋桨船，也有三桨、四桨乃至五桨者。
螺旋桨通常由桨叶和桨毂构成（图2-2）。
螺旋桨与尾轴联接部分称为桨毂 ，桨毂是一个图2-2为毂帽。
桨叶固定在桨毂上。
普通螺旋桨常为三叶或四叶，二叶螺旋桨仅用于机帆船或小艇上 ，近来有些船舶（如大吨位大功率的油船），为避免振动而采用五叶或五叶以上的螺旋桨。
由船尾后面向前看时所见到的螺旋桨桨叶的一面称为叶面，另一面称为叶背。
桨叶与毂联接处称为叶根，桨叶的外端称为叶梢。
螺旋桨正车旋转时桨叶边缘在前面者称为导边 ，另一边称为随边螺旋桨旋转时（设无前后运动）叶梢的圆形轨迹称为梢圆。
梢圆的直径称为螺旋桨直径 以D 表示。
梢圆的面积称为螺旋桨的盘面积，以A o 表示：(b)截头的锥形体 。
为了减小水阻力 ,在桨毂后端加一整流罩,与桨毂形成一光顺流线形体x叶梢（端） (a)x£叶面参考线当螺旋桨正车旋转时，由船后向前看去所见到的旋转方向为顺时针者称为右旋桨 之，则为左旋桨。
装于船尾两侧之螺旋桨，在正车旋转时其上部向船的中线方向转动者称为 内旋桨。
反之，则为外旋桨。
二、螺旋面及螺旋线桨叶的叶面通常是螺旋面的一部分 。
为了清楚地了解螺旋桨的几何特征 ，有必要讨论一 下螺旋面的形成及其特点 。
设线段ab 与轴线oo i 成固定角度，并使ab 以等角速度绕轴 oo i 旋转的同时以等线速度 沿oo i 向上移动，则ab 线在空间所描绘的曲面即为等螺距螺旋面 ，如图2-3所示。
第9章 图谱设计
一、螺旋桨的数目ZP 选择螺旋桨的数目必须综合考虑推进性
能、振动、操纵性能及主机船力等各方面 的因素 。
通常习惯按母型船来选取螺旋桨数目， 且螺旋桨数目与船舶尾部线型直接有关， 故在船舶初步设计时已决定其螺旋桨数目。
若马力相同，则单螺旋桨船之推进效 率常高于双螺旋桨船，这是因为单螺旋桨 位于船尾中央，伴流较大，且单桨的直径 较双桨为大，故其效率较高。现代散装货 船、干货船和油船等均采用单桨。
N —— 螺旋桨转速(rpm)， PD —— 螺旋桨敞水收到马力(hp)， VA —— 螺旋桨进速(kn)， D —— 螺旋桨直径(m).
BP δ 图图谱谱
η= 0.57 η= 0.65
P/D
1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6
1
δ= 30
2
3
δ= 40
δ= 50
δ= 60
4
5
6
BP
BP δ 图谱
① 在同一叶数和盘面比的螺旋桨敞水性征曲线组上， 取一定值的螺距比P/D，并设定一系列的J值，在同 一P/D的性征曲线上读取与J相应的一系列KQ及η0值。
② 据δ和 式分别算出相应的值。 ③ 在纵坐标B为P 螺距比P/D，横坐标为 的图上，通
过上述计算的P/D值作一平行横坐标的B水P 平线，并在 该线对应于每一值的点上标明相应的η0和δ值，此线 即能代表螺距比为P/D的螺旋桨水动力特性。
ρ --- 为海水密度，取104.51 kgf·s2／m4
BP --- 功率系数
NPD0.5 VA2.5
BP
33.30
K
0.5 D
J 2.5
直径系数δ
δ ND 30.86
VA
J
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第1章螺旋桨设计与绘制1.1螺旋桨设计螺旋桨设计是船舶快速性设计的重要组成分。
在船舶型线初步设计完成后，通过有效马力的估算获船模阻力试验，得出该船的有效马力曲线。
在此基础上，要求我们设计一个效率最佳的螺旋桨，既能达到预定的航速，又能使消耗的主机马力最小；或者当主机已经选定，要求设计一个在给定主机条件下使船舶能达到最高航速的螺旋桨。
螺旋桨的设计问题可分为两类，即初步设计和终结设计。
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要求设计出最合适的螺旋桨，然后由螺旋桨的转速计效率决定主机的转速及马力。
终结设计：主机马力和转速决定后，求所能达到的航速及螺旋桨的尺度。
在本文中，根据设计航速17.5kn，设计螺旋桨直径6.6m，进行初步设计，获得所需主机的马力和主机转速，然后选定主机；根据选定的主机，计算最佳的螺旋桨要素及所能达到的最大航速等。
1.1.1螺旋桨参数的选定（1）螺旋桨的数目选择螺旋桨的数目必须综合考虑推进性能、震动、操纵性能及主机能力等各方面因素。
若主机马力相同，则当螺旋桨船的推进效率高于双螺旋浆船，因为单螺旋桨位于船尾中央，且单桨的直径较双桨为大，故效率较高。
本文设计船的设计航速约为17.5kn的中速船舶，为获得较高的效率，选用单桨螺旋桨。
（2）螺旋桨叶数的选择根据过去大量造成资料的统计获得的桨叶数统计资料，取设计船螺旋桨的叶数为4叶。
考虑到螺旋桨诱导的表面力是导致强烈尾振的主要原因，在图谱设计中，单桨商船的桨叶数也选为4叶。
（3）桨叶形状和叶切面形状螺旋桨最常用的叶切面形状有弓形和机翼型两种。
弓形切面的压力分布较均匀，不易产生空泡，但在低载时效率较机翼型约低3%~4%。
若适当选择机翼型切面的中线形状使其压力分均匀，则无论对空泡或效率均有得益，故商用螺旋桨采用机翼型切面。
根据以上分析，选择MAU4叶桨系列进行螺旋桨设计。
1.1.2 螺旋桨推进因子螺旋桨的伴流分数取螺旋桨以等推力法进行敞水实验获得的实效伴流：0.404ω=推力减额按照汉克歇尔关于单桨螺旋桨标准商船公式进行计算：0.500.120.22P t C =-=主机的轴系传递效率： 0.97s η= 相对旋转效率： 1.00R η= 船身效率： 1 1.311H tηω-==-1.1.3 有效马力曲线有效马力曲线表征的是船体阻力特征。
通过近似估算获船模阻力计算实验来确定船体的有效马力曲线。
对应于不同装载情况下有不同的有效马力曲线，常用的为满载和压载。
考虑到由于风浪或污底等情况，尚需增加一定百分数的有效马力预度。
本文取满载和110%满载情况进行设计。
表4- 1有效马力曲线航速 V/kn15 15.5 16 16.5 17 有效功率()E P hp满载 5044 5600 6211 6895 7675 110%满载 5548 6160 6832 7584 8442 航速 V/kn17.5 18 18.5 19 19.5 有效功率()E P hp满载 8566 9522 10540 11663 13195 110%满载 9423 10474 11594 12829 14514 航速 V/kn20 20.5 21 21.5 22 有效功率()E P hp满载 15410 18523 22669 27899 34192 110%满载1695120375249353068937611根据上表可绘制设计船在满载情况下的有效马力曲线图4- 1有效马力曲线1.1.4 初步设计根据有效马力曲线，设计航速17.5kn ，设计螺旋桨直径6.60m ，以MAU4-55系列桨为基础，计算所需的主机马力和最佳转速。
具体的计算表格见表4-2表4- 2初步设计确定最佳转速的计算序号 名称 单位 数据 1 螺旋桨直径m 6.6 2 11H tηω-=- 1.31 3 (1)A V V ω=-kn 10.43 4 E Php 8566 5 假定一组转速N r/min 951001051101156直径系数/A ND V δ=60.12 63.28 66.44 69.61 72.777查MAU4-55图谱，由δ等值线和最佳效率曲线的交点得到 P/D0.762 0.742 0.724 0.704 0.686 0η0.606 0.593 0.576 0.564 0.548 pB5.095.415.726.026.348252P A D B V P N= 9180 10573 11985 13397 150799主机马力/s D s R P P ηη= 9464 10900 12355 13812 1554610计算螺旋桨能克服的有效马力0TE D H P P ηη=7288 8214 9043 9899 10825有上表可绘制确定最佳转速的图，如图4-2.根据E P 和TE P 的交点可获得：最佳转速为N=102r/min ，所需主机马力为11500hp ，P/D=0.732，0η=0.582。
图4- 2确定转速的计算结果1.1.5 终结设计根据初步设计的结果，选定主机型号为苏尔寿5RTA68柴油机一台，最大持续功率为13250hp ，转速为102r/min ，旋向为右旋。
采用MAU4叶桨图谱进行计算 取功率储备10%，轴系效率 0.97s η=螺旋桨敞水收到马力：s =132500.911567.25()D R P hp ηη⨯⨯= 根据MAU4-40，MAU4-55，MAU4-70的-p B δ图谱列表 计算表4- 3 按-p B δ图谱设计的计算表项目 单位 数值假定航速kn 16 17 18 19 (1)A V V ω=-kn9.53610.13210.72811.324续表4- 4 按-p B δ图谱设计的计算表0.5 2.5/p D A B NP V =39.066 33.572 29.102 25.422 pB6.250 5.794 5.395 5.042 MAU4-40δ73.4 68.6 64.5 61.1 P/D0.651 0.674 0.696 0.718 0η0.567 0.588 0.607 0.625 0TE D H P P ηη=hp 8592 8910 9198 9471 MAU4-55δ72.1 67 63.1 59.6 P/D0.697 0.72 0.743 0.768 0η0.552 0.573 0.593 0.61 0TE D H P P ηη=hp 8365 8683 8986 9243 MAU4-70δ70.8 66.5 62.6 58.9 P/D0.707 0.73 0.759 0.783 0η0.532 0.551 0.567 0.582 0TE D H P P ηη=hp8061834985928819根据上表的计算结果可绘制P TE 、δ、P/D 及0η对V 的曲线，如图4-3.从P -()TE f V 曲线与满载有效马力曲线之交点，可获得不同盘面比所对应的的设计航速及螺旋桨最佳要素P/D ，D 及0η，如表4-4.表4- 5按图4-3设计计算的最佳要素MAU Vmax/kn P/D δD/m 0η4-40 17.81 0.691 65.2 6.79 0.6044-55 17.66 0.736 64.2 6.62 0.5874-70 17.43 0.741 64.8 6.60 0.559图4- 3MAU4叶桨图谱设计计算结果1.1.6空泡校核螺旋桨在水中工作时，桨叶的叶背压力降低形成吸力面，若某处的压力降至临界值以下时，导致爆发式的汽化，水汽通过界面，进入气核并使之膨胀，形成气泡，成为空泡。
一旦桨叶上出现空泡，或导致桨叶表面材料的剥蚀，或时螺旋桨性能恶化。
因此，在设计螺旋桨时，应考虑其是否发生空泡或空泡发展的程度，故需进行空泡现象的预测，以便确定所设计的螺旋桨是否符合要求。
目前常使用螺旋桨模型空泡实验或大量实船资料整理所得的图谱，或由统计数据归纳而成的近似公式进行空泡校核。
本文按波利尔空泡界限中商船上界限，计算不发生空泡的最小展面比：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)图4- 4波利尔空泡接线图浆轴中心距基线 m Z P 68.3=浆轴沉深 m Z T h P s 14.768.382.10=-=-= 海水密度 42/6.104m kgs =ρ 标准大气压力 2/10330m kgf P a = 螺旋桨敞水收到马力 hp P D 25.11567=表4- 6空泡校核计算结果序号项目单位数据MAU4-40MAU4-55 MAU4-70 1 E 0/A A0.4 0.55 0.7 2 Vkn17.81 17.66 17.43 3 0a sp p h γ=+ 2.kgf m - 17648.5 17648.5 17648.5 40.515(1)A V Vω=-1.m s -5.475.425.35续表4- 7空泡校核计算结果5 2A V12(.)m s -29.88 29.38 28.62 6 Dm6.796.62 6.60 7 0.760ND π1.m s - 25.38 24.75 24.67 8 20.760N D π⎛⎫⎪⎝⎭12(.)m s - 644.37 612.51 608.81 9 2220.70.760R A N V V D π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭ 12(.)m s - 674.25641.89637.4310 20.70.5R V ρ2.kgf m -35273.42 33580.34 33347.24 11 20.7R 00.7/(0.5)R p V σρ=0.500 0.526 0.529 12查商船螺旋桨空泡0.1770.18320.18413 145.6T=(1)EP t V-推力kgf96042.63 94050.14 90727.9514 2p 0.7/0.5c R A T V τρ=需要投射面积2m 15.38 15.29 14.79 15 E p =/(1.0670.229/)A A P D -需要投射面积2m 16.93 17.02 16.48 16 204A D π=2m36.21 34.32 34.21 17E 0/A A 需要盘面比0.4670.4960.482根据表4-5计算结果作图4-5，可求得不发生空泡的最小盘面比以及所对应的的最佳螺旋桨要素。
0/0.487E A A = /0.72P D = m D 68.6=kn V 73.17max = 00.592η=图4- 5空泡校核计算结果1.1.7 强度校核为了保证船舶的安全航行，必须保证螺旋桨具有足够的强度，使其在正常航行状态下不致破损或断裂。