螺旋桨强度计算书
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。
35000DWT散货船螺旋桨无键连接计算书
25
30
35
59.39
57.71
55.98
54.27
52.93
50.85
49.5
47.44
75.91
74.15
72.37
70.59
68.82
67.05
65.28
63.51
S1(35℃)=
mm
7.最大轴向推入量S2
S2＝
当t=0℃
S2(0℃)=
mm
当t＝35℃
S2(35℃)=
mm
三、推入量曲线
选用推入量表
T
℃
0
5
10
15
20
25
30
35
S1
mm
10.395
10.10
9.797
9.498
9.2
8.9
8.602
8.303
S2
mm
12.798
12.50
12.201
11.9
11.603
14.螺旋桨毂平均外经d2
d2=870
15.轴中孔直径do
do=0 mm
16.螺旋桨轴端锥度K
K＝1/20
17.螺旋桨套合时温度范围t
t＝0～35℃
二、推入量计算
1.系数 K1
K1＝
2.系数K2
K2＝
3.系数C1
4.系数C2
5.接触面积A
A＝ mm2
6.最小推入量
当t＝0℃
S1(0℃)=
mm
当t＝35℃
7.螺旋桨轴材料泊松比
=0.30
8.螺旋桨材料泊松比
＝0.34
9.螺旋桨轴材料膨胀系数
＝11×10－61/℃
螺旋桨拉力计算
机翼升力计算公式升力L=1/2 *空气密度*速度的平方*机翼面积*机翼升力系数（N）机翼升力系数曲线如下注解：在小迎角时曲线斜率是常数。
在标识的1位置是抖振点，2位置是自动上仰点， 3位置是反横操纵和方向发散点，4位置是失速点。
对称机翼在0角时升力系数=0（由图）非对称一在机身水平时升力系数大于0，因此机身水平时也有升力滑翔比与升阻比升阻比是飞机飞行速度不同的情况下升力与阻力的比值，跟飞行速度成曲线关系，一般升阻比最大的一点对应的速度就是飞机的有利速度和有利迎角。
滑翔比是飞机下降单位距离所飞行的距离，滑翔比越大，飞机在离地面相同高度飞的距离越远，这是飞机固有的特性，一般不发生变化。
如果有两台飞行器，有着完全相同的气动外形，一台大量采用不锈钢材料的，另一台大量采用碳纤维材料，那么碳纤维材料的滑翔比肯定优于不锈钢材料的。
这个在SU-27和歼11-B 身上就能体现出来，歼11-B应该拥有更大的滑翔比。
螺旋桨拉力计算公式（静态拉力估算）你的飞行器完成了，需要的拉力与发动机都计算好了，但螺旋桨需要多大规格呢？下面我们就列一个估算公式解决这个问题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。
例如：100×50的浆，最大宽度10左右，动力伞使用的，转速3000转/分，合50转/秒，计算可得：100×50×10×50²×1×0.00025=31.25公斤。
15000DWT航速及螺旋桨计算书(最终)
航速及螺旋桨计算书1、 船舶要素m B mL m L pp wl 0.211386.140===型宽垂线间长水线长，m T 0.8=吃水 828.087.19789==∆B C t 方型系数排水量2、 主机及齿轮箱规格主机型号 台1400528⨯-L PC ， 齿轮箱型号 75.66GWC 型 额定功率 kw P B 3824=， 齿轮箱减速比 3.5:1 主机转速 rpm N 520=主机3、 计算系数选取伴流分数 364.005.05.0=-⨯=B C w 推力减额 237.00.65=⨯=w t 船身效率 200.111=--=wtct η 旋转效率 0.1=xd η4、 有效功率估算（爱尔法） ① 参数20.5625.231=∆=wl L T B, m X B 163.2= ② 有效功率计算结果5、 螺旋桨要素选取及有效推马力计算 ① 选用MAU-5型螺旋桨 ,取盘面比 0.62。
② 收到马力 zx cl B D P P ηη⋅⋅⋅=9.0hpkw95.440320.323897.097.09.03824==⨯⨯⨯=③ 有效推马力计算结果36.665.0=D P ， 11.985957.1485.0=⋅=D P N rpmN（δ、0η、DP 的值根据MAU5-50和MAU5-65图谱查出，用插值法得出）6、 航速计算由有效功率E P 曲线与有效推马力TE P 曲线的交点得： 设计航速 kn V 48.12= 直径 m NV D A166.4=⋅=δ螺距比 732.0=DP桨效率 496.00=η 7、推力计算① 计算功率 hp P D 95.4403=，m D 166.4=，螺旋桨转速m in 57.148r N = 系柱推力减额分数取 04.00=t由MAU5-50,MAU5-65 J K K Q T —, 图谱得：)732.0(=D P0=J 时， 35.0=T K ， 04.0=Q K 则主机转矩： m kg NP Q D ⋅=⨯⋅=52.2122927560π系柱推力： )1(0t DQK K Z T Q T -⨯⨯⨯= N 44.419494=② 设计航速 kn V 48.12=，kn V A 94.7=，148.2-=s n当 40.0=⋅=D n VJ A 时，21.0=T K则推力 42D n K Z T T ⋅⋅⋅⨯=ρ N 32.395297=8、 计算结果小结计算航速 V kn 48.12 推力 T 419494.44 KN 桨型式 MAU 型 桨叶数 Z 5 叶 桨直径 D m 166.4 螺距比 D P 0.732螺 距 P m 050.3 盘面比 d A 0.62 桨效率 0η 496.0 后倾角 ε 10 毂径比D d 018.0 叶厚分数D t 00.05叶根厚度 0t mm 3.208 叶梢厚度 0.1t mm 50.12 桨材料 Cu3镍铝青铜 材料密度 37600m kg9、 空泡校核：按勃立尔限界线进行校核计算 ① 满足空泡要求所需最小盘面比：611.04)229.0067.1()21(427.00=⋅⨯-⋅⋅Γ=D DP V T A A R c Eπρ式中：kgf V P T AD 95.401295144.0750=⨯⋅⋅=η ，194.0=Γcm kg V R 86.276272127.0=ρ ， ② 本船螺旋桨盘面比实取 611.062.00=>=A A A Ed故满足要求。
桨拉力计算
螺旋桨拉力计算公式（静态拉力估算）你的飞行器完成了，需要的拉力与发动机都计算好了，但螺旋桨需要多大规格呢？下面我们就列一个估算公式解决这个问题。
（6582-3746数据暂记）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。
例如：100×50的浆，最大宽度10左右，动力伞使用的，转速3000转/分，合50转/秒，计算可得：100×50×10×50²×1×0.00025=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公斤镁合金密度：镁的密度在1.7g/cm^3，钛是一种新型金属，钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关，最纯的碘化钛杂质含量不超过0.1％，但其强度低、塑性高。
99.5％工业纯钛的性能为：密度ρ=4.5g/cm3，熔点为1800℃，导热系数λ=15.24W/(m.K)，抗拉强度σb=539MPa，伸长率δ=25％，断面收缩率ψ=25％，弹性模量E=1.078×105MPa，硬度HB195。
(1)比强度高钛合金的密度一般在4.5g/cm3左右，仅为钢的60％，纯钛的强度接近普通钢的强度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。
螺旋桨强度计算的参数化设计
图 １ 数 据 输 入 窗 体
２．２ 程 序 主 模 块 的 设 计 在 ＡｕｔｏＣＡＤ 中，打 开 【ＶＢＡ 管 理 器 】对 话
框，进 入 ＶＢＡ 集 成 开 发 环 境，创 建 一 个 新 的 工 程 ，同 时 根 据 需 要 创 建 模 块 和 窗 体 （如 图 ２ 所 示 ）、 声明表示螺旋桨 参 数 等 的 有 关 模 块 级 变 量，在 各 模 块 中 创 建 若 干 过 程 ，并 保 存 在 适 当 的 位 置 。
参 考 文 献
１ 盛振邦．船 舶 原 理 （下 册 ）［Ｍ］．上 海 交 通 大 学 出 版 社，２００７： １０６～１１１．
２ 中国船级社．钢质海船入级与建造规范（第 ３ 分 册）［Ｍ］．人 民 交 通 出 版 社 ，２００１：１１７～１１８，１３９～１４０．
３ 张远双．船舶螺旋 桨 螺 距 修 正 的 参 数 化 研 究 ［Ｊ］．武 汉 船 舶 职 业 技 术 学 院 学 报 ，２００９（５）：２７～３０．
２０
４ 结 语
采用编 写 ＡｕｔｏＣＡＤ ＶＢＡ 应 用 程 序 的 方 法 进 行 螺 旋 桨 的 强 度 计 算 ，与 传 统 方 法 相 比 较 ，优 点 如下：
（１）程 序 具 有 较 好 的 实 用 性 和 通 用 性 ，不 同 螺 旋 桨 的 强 度 计 算 ，仅 仅 是 数 据 源 的 差 别 。
（下 转 第 ２４ 页 ）
武 汉 船 舶 职 业 技 术 学 院 学 报 ２０１１ 年 第 ５ 期
Ｄｉｍ Ｉ Ａｓ Ｉｎｔｅｇｅｒ Ｆｏｒ Ｉ＝ １Ｔｏ ２ Ａ（Ｉ，１）＝ １／ＰＤ ＊ （Ｋ１８（Ｉ，１）－ Ｋ１８（Ｉ， ２）＿ ＊ １／ＰＤ）＋ Ｋ１８（Ｉ，３）＊ １／ＰＤ － Ｋ１８ （Ｉ，４） ……
螺旋桨的强度计算
342第八章 螺旋桨的强度校核为了船舶的安全航行，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。
为此，在设计螺旋桨时必须进行强度计算和确定桨叶的厚度分布。
螺旋桨工作时作用在桨叶上的流体动力有轴向的推力及与转向相反的阻力，两者都使桨叶产生弯曲和扭转。
螺旋桨在旋转时桨叶本身的质量产生径向的离心力，使桨叶受到拉伸，若桨叶具有侧斜或纵斜，则离心力还要使桨叶产生弯曲。
此外，桨叶上也可能受到意外的突然负荷，例如：碰击冰块或其他飘浮物体等。
同时螺旋桨处于不均匀的尾流场中工作，使桨叶受力产生周期性变化，故较难精确地算出作用在桨叶上的外力。
在计算桨叶的强度时，我们可以把桨叶看作是扭曲的、变截面的悬臂梁，而且其横截面是非对称的，故计算较为复杂，即使能正确地求得桨叶上的作用力，要精确地进行强度计算也是很困难的。
目前，对于动态负荷(即计及伴流不均匀性影响)下螺旋桨的强度计算方法虽然有所发展，但计算繁复，付之实用还为时尚早。
故在螺旋桨设计的实践中，一般都用理论和实验相结合的近似方法来进行螺旋桨的强度计算。
计算螺旋桨强度的近似方法很多，中国船级社于2001年颁发的《钢质海船入级与建造规范》（以下简称《规范》）中对螺旋桨的强度也有了规定，因为比较偏于安全，用近似方法计算的厚度未必一定能满足规范的要求，因此对“入级”海船应采用规范规定的方法计算。
本章中主要介绍我国2001年《规范》的规定，由此确定桨叶厚度。
为了使读者了解桨叶上的受力情况，对于分析计算方法也作必要的介绍。
§ 8-1 《规范》校核法一、螺旋桨桨叶厚度的确定为了保证螺旋桨的安全，中国船级社2001年《钢质海船入级与建造规范》第三分册第三篇第十一章中，对螺旋桨的强度要求作了明确具体的规定。
螺旋桨桨叶厚度t (固定螺距螺旋桨为0.25R 和0.6R 切面处，可调螺距螺旋桨为0.35R 和0.6R 切面处)不得小于按下式计算所得之值：XK Yt -=(mm ) (8-1) 式中 Y —— 功率系数，按(8-2)式求得；343K —— 材料系数，查表8-1；X —— 转速系数，按(8-3)式求得。
船舶设计原理课程大作业螺旋桨设计【模版】
SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 螺旋桨设计计算书姓名:王志强学号：5130109174课程:船舶原理（2）专业:船舶与海洋工程日期:2016年4月一、船舶的主要参数船型：单桨集装箱船二、最大航速确定按满载工况、主机功率P s=0.85P max、螺旋桨转速102r/min，设计MAU型5叶右旋桨1只。
螺旋桨敞水收到功率：P D=0.85ηSηR P max=0.85×0.97×1.0×33000kW=27208.5kW 最大航速设计的步骤：假定若干个盘面比（ 0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8），对每一个盘面比进行以下计算：1）假定若干直径（范围7.5m ~ 8.5m，每隔0.01米取一次值）；2）对每个直径，假定若干航速（范围21节~25节，每隔0.001节取一次值）；3）对每个直径与航速的组合，用回归公式计算设计进速系数下不同螺距比（范围0.4~1.6）螺旋桨的推力、扭矩，通过插值（或二分法）确定满足设计功率要求（即：螺旋桨要求的扭矩与设计功率与转速下的收到转矩平衡）的螺距及相应的有效推力与敞水效率；4）对每个直径，根据阻力曲线及不同航速下的有效推力值，通过插值确定有效推力与阻力平衡的航速，以及对应的螺距和敞水效率；5）根据航速（或敞水效率）与直径的关系，确定最大航速（或最高敞水效率）对应的直径，该直径即为所假定盘面比下的最佳直径。
三、空泡校核柏立尔空泡限界线图空泡校核计算结果：P0=P a+γℎs=10330+1025×(12.7−4.7)kgf/m2=18530kgf/m2=181594N/m2做计算盘面比图~需要盘面比图，如下所示：图 1 计算盘面比~需要盘面比图由图插值可知，不发生空泡的最小盘面比为：0.7040作最大航速~盘面比，敞水效率~盘面比图如下所示：由图可知，在盘面比大于0.7040时，最大航速与敞水效率都随盘面比的增大而单调递减，因此，本螺旋桨设计选取盘面比为0.7040，将该盘面比输入之前计算最大航速的程序中可以得到对应的最佳螺旋桨要素。
螺旋桨强度计算书
A2 GA d n e D 3 X = 10 10 Zb
式中：
2
A2 =
D ( K 5 + K 6ε ) + K 7 ε + K 8 P
10
○
ε——螺旋桨后倾角， K5、K6、K7、K8查表11.4.3.2 G——桨叶材料密度， Ad——螺旋桨圆盘面积比， A2计算得: 0.25R:A2= 1402 转速系数X计算得： 0.25R:X= 0.19 螺旋桨桨叶厚度t计算得: 0.25R: t= 64 mm 0.6R:X=
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
Y =
式中：
1 . 36 A1 N e Zbn e
A1 =
D D D K1 − K 2 + K3 K4 P P0.7 P0.7
泰州鸿翔船舶工程有限公司
螺旋浆强度计算书 2.00 m 1.38 m 1.38 m 0.93 m 339 kw 4 0.3411 m 0.3411 m 249 rpm
以上计算均满足《海规范》要求，详细数据见有关图纸。 1.2 按《规范》11.4.3计算螺旋桨桨叶厚度如下： 螺旋桨桨叶厚度t（0.25R和0.6R剖面处）应不小于按下式计算所得之值：
t =
式中： Y——功率系数；
Y K − X
K——材料系数，材料为Cu1锰青铜，抗拉强度σb=440（N / ㎜2） 材料密度G=8.3g /cm3，材料系数 X——转速系数。 功率系数 Y 按下式计算： K= 1
螺旋桨计算书
MAU型螺旋桨设计计算书1．船体的主要参数船体总长L OA=150m设计水线长L WL=144m垂线间长L PP=141m型宽B=22m型深D=11m设计吃水T=5.5m方形系数C b=0.84菱形系数C p=0.849中剖面系数C m=0.69排水量△=14000t桨轴中心距基线距离Z P=2m船体有效马力曲线数据如下：2．主机参数型号N/A（两台）额定功率P S =1714hp转速N=775r/min齿轮箱的减速比i=5桨轴处转速n=155 r/min轴系传送效率ηS=0.97（中机型船）减速装置的效率ηG=0.97旋向双桨外旋3．推进因子的决定伴流分数ω=0.248推力减额分数t =0.196相对旋转效率ηR=1.004．船身效率计算ηH=(1-t)/(1-ω)=1.0695．收到马力计算储备功率取 10%收到马力P D =0.9* P S*ηG *ηS*ηR= 0.9*1714*0.97*0.97*1=1451.43hp 6．假定设计航速有效马力计算根据MAU4-40，MAU4-55，MAU4-70的Bp-δ图谱列下表计算。
据表中的计算结果可绘制P TE--Vs曲线，如下图1所示。
从P TE--Vs曲线P E曲线交点处可获得：MAU4-40 Vs= 11.83KnMAU4-55 Vs= 11.73KnMAU4-70 Vs= 11.56Kn7．初步确定桨的要素8．空泡校核根据柏利尔商船界限线计算桨轴沉深 hs =T–ZP=3.5m计算t=15°C,则Pv=174kgf/m2取水温15度，Pa-大气压为：10330Kgf/m2P 0-Pv= Pa–Pv+ hsγ= 13743.5kgf/m29．确定螺旋桨的要素据上表计算结果，可得不发生空泡的最小盘面比以及所对应的最佳螺旋桨要素。
A E / A0 =0.40； MAU4-40桨；Vs =11.83Kn ； P / D =0.722 ； D =3.48m ；η0 =0.628N=155r/min强度校核根据2001年《钢制海船入籍建造规范》校核t0.25R 及t0.6R应不小于按下式计算之值：X K Yt -=Y=1.36A 1Ne/(ZbN) X=A 2GA d N 2D 3/(1010Zb) 计算功率:Ne=Ps ×ηS =1714×0.97=1662.58 HPD=3.48 m A d =A E /A O =0.4P/D=0.722 ε=10oG=7.5 g/cm 3 N=155 r/min b 0.66R =0.226DA d /(0.1Z)=0.78648b 0.25R =0.7212b 0.66R =0.5672 b 0.6R =0.9911b 0.66R =0.779510．确定设计的螺旋桨各切面厚度桨叶厚度查表8-4 MAU标准桨可得出各切面最大厚度为：t0.2R=141.3mm t0.3R=124.9mm t0.4R=108.6mm t0.5R=92.2mm t0.6R=75.9mm t0.7R=59.5mm t0.8R=43.2mm t0.9R=26.8mm11．螺距修正螺距比为：P/D=(P/D)0 =0.72212．重量及惯性矩计算采用船舶及海洋工程设计研究院公式：桨叶重：Gbl = 0.169γ·Zbmax(0.5t0.2+t0.6) (1－d/D) D=0.169·7500·4·0.7865·(0.5·0.141+0.076)·(1-0.18)·3.48 =1667kgf桨毂重：Gn = (0.88－0.6·d/ d) LKγd 2=(0.88－0.6·0.236/0.6264) 0.470·7500·0.6264 2 = 904.5kgf螺旋桨重量：G = Gbl + Gn= 1667+904.5=2571.5kgf螺旋桨的惯性矩：Imp = 0.0948γ·Zbmax(0.5t0.2+t0.6) D3=0.0948·7500·4·0.7865(0.5·0.141+0.076) ·3.483=13810.3kgf·cm·s213．敞水性征曲线之确定由MAU4-40，P/D=0.7和P/D=0.8的敞水性征曲线内插得到MAU4-40，P/D=0.722的敞水性征曲线，其数据见下表。
螺旋桨设计计算书
目录1.船舶主要要素 (1)2.船体阻力计算 (1)3.船身效率计算 (1)4.收到马力计算 (1)5.假定设计航速有效马力计算 (2)6.初步确定桨的要素 (3)7.拖力计算 (4)8.空泡校核 (4)9.确定螺旋桨的要素 (5)10.强度校核 (6)11.确定设计的螺旋桨各切面厚度 (7)12.螺距修正 (8)13.重量及惯性距计算 (9)14.螺旋桨计算总结 (9)15.螺旋桨型值表 (9)MAU型螺旋桨设计计算书1. 船舶主要要素（已知拖网渔船主要参数）设计水线长 Lwl 46.7m垂线间长 L pp = 46 m;型 宽 B = 8.8m;平均吃水 T = 3.3m;方形洗漱 cb =0.678棱形系数 C p = 0.69;排水体积 ▽ = 905.7m3排 水 量 △ = 928.3t ;主机功率 MHP = 1400HP;转 速 N = 370r/min;桨轴线中心距基线高 Z p = 1.28m;轴系传递效率 ns =0.97序号项目单位数 值1假定设计航速VsKn 111213142V A =Vs(1-ω)Kn8.2599.7510.53Bp = NP D 0.5/V A 2.5 66.16953.23043.57736.2074Bp 0.58.1347.296 6.601 6.0175MAU4-40δ 91.883.576.870.86P/D 0.5880.6120.6360.6637η00.4960.5270.5530.5808THP=P D ηH ηO ηr Hp9MAU4-55δ 90.382.375.369.310P/D 0.630.6550.6820.71011η00.4820.5080.5370.56412THP=P D ηH ηO ηr Hp13δ8981.274.668.4右旋材料 铝镍青铜2.船身效率计算根据汉克歇尔公式：伴 流 分 数 ω = 0.77C p －0.28 =0.2513推力减额分数 t = 0.77C p －0.3 = 0.2313船 身 效 率 ηH = 1相对旋转效率 ηr = 1 (渔船)4. 收到马力计算储备功率 10%轴系数效率取 ηS = 0.97收到马力 PD =MHPηS ηr = 1222.2HP (公制）5. 假定设计航速有效马力计算14MAU4-70P/D0.6340.6580.6880.71815η00.4670.4940.5170.543 16THP=P DηHηOηr Hp根据MAU4-40，MAU4-55，MAU4-70的Bp-δ图谱列下表计算。
螺旋桨设计说明书
螺旋桨图谱设计计算说明书“信海11号”学院航运与船舶工程学院专业船舶与海洋工程学生姓名李金檑班级船舶1403班学号 631418020315组员李金檑、刘敬指导教师赵藤目录一、前言 (1)二、船体主要参数 (1)三、主机主要参数 (1)四、推进因子 (1)五、阻力计算 (2)六、可以达到最大航速的计算 (2)七、空泡校核 (4)八、强度校核 (5)九、螺距修正 (7)十、重量及惯性矩计算 (7)十一、敞水性征曲线的确定 (9)十二、系柱特性计算 (10)十三、航行特性计算 (11)十四、螺旋桨计算总结 (12)十五、桨毂形状及尺寸计算 (13)十六、螺旋桨总图(见附页) (14)十七、设计总结及体会 (14)十八、设计参考书 (14)一、前言本船阻力委托七零八研究所五室进行船模拖曳试验，并根据试验结果得出阻力曲线。
实验时对 3.4m d =吃水情况来进行。
虽然在船舶试验过程中将本船附体部分（舵、轴支架、舭龙骨等）也装在试验模型上，但考虑本船建造的表面粗糙度及螺旋桨等影响在换算本船阻力时再相应增加15%。
本船主机最大持续功率kw 10802⨯额定转速750转/分，考虑本船主机的经济性和长期使用后主机功率折损。
在船速计算中按%8510802⨯⨯kw 来考虑。
螺旋桨转速为300转/分。
二、船体主要参数表1 船体主要参数本船的H B =3.292； d H =1.41； B L pp =4.329； dB=4.647三、主机主要参数型 号：8230ZC 二台 额定功率：s P =1080kw(1469hp) 额定转速：750r/min 减速比：2.5 传送效率：M η=0.95四、推进因子伴流分数 0.165=ω； 推力减额 t=0.165 船身效率 1=H η； 相对旋转效率 1=R η五、阻力计算本船曾在七零八所水池进行船模阻力试验，表中数值为吃水3.4m 时船的阻力试验结果。
表2 模型试验提供的有效功率数据六、可以达到最大航速的计算采用MAU 4叶桨图谱进行计算。
第七章螺旋桨的强度计算
342第八章 螺旋桨的强度校核为了船舶的安全航行，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。
为此，在设计螺旋桨时必须进行强度计算和确定桨叶的厚度分布。
螺旋桨工作时作用在桨叶上的流体动力有轴向的推力及与转向相反的阻力，两者都使桨叶产生弯曲和扭转。
螺旋桨在旋转时桨叶本身的质量产生径向的离心力，使桨叶受到拉伸，若桨叶具有侧斜或纵斜，则离心力还要使桨叶产生弯曲。
此外，桨叶上也可能受到意外的突然负荷，例如：碰击冰块或其他飘浮物体等。
同时螺旋桨处于不均匀的尾流场中工作，使桨叶受力产生周期性变化，故较难精确地算出作用在桨叶上的外力。
在计算桨叶的强度时，我们可以把桨叶看作是扭曲的、变截面的悬臂梁，而且其横截面是非对称的，故计算较为复杂，即使能正确地求得桨叶上的作用力，要精确地进行强度计算也是很困难的。
目前，对于动态负荷(即计及伴流不均匀性影响)下螺旋桨的强度计算方法虽然有所发展，但计算繁复，付之实用还为时尚早。
故在螺旋桨设计的实践中，一般都用理论和实验相结合的近似方法来进行螺旋桨的强度计算。
计算螺旋桨强度的近似方法很多，中国船级社于2001年颁发的《钢质海船入级与建造规范》（以下简称《规范》）中对螺旋桨的强度也有了规定，因为比较偏于安全，用近似方法计算的厚度未必一定能满足规范的要求，因此对“入级”海船应采用规范规定的方法计算。
本章中主要介绍我国2001年《规范》的规定，由此确定桨叶厚度。
为了使读者了解桨叶上的受力情况，对于分析计算方法也作必要的介绍。
§ 8-1 《规范》校核法一、螺旋桨桨叶厚度的确定为了保证螺旋桨的安全，中国船级社2001年《钢质海船入级与建造规范》第三分册第三篇第十一章中，对螺旋桨的强度要求作了明确具体的规定。
螺旋桨桨叶厚度t (固定螺距螺旋桨为0.25R 和0.6R 切面处，可调螺距螺旋桨为0.35R 和0.6R 切面处)不得小于按下式计算所得之值：XK Yt -=(mm ) (8-1) 式中 Y —— 功率系数，按(8-2)式求得；343K —— 材料系数，查表8-1；X —— 转速系数，按(8-3)式求得。
轴系强度计算书
(1/3)
数值 500 100 1 32.00 0 1.26 40.32 50
8、 螺旋桨轴最小直径 dz' mm F*C2(Ne/ne*560/(σb+160))(1/3) 9、 选用螺旋桨轴基本轴径 dz mm 取定 三、螺旋桨键有效面积计算 按照“小海规”4.4.5.1 关于螺旋桨的安装要求，我们选用CCS钢质海船 入级与建造规范2006进行螺旋桨键有效面积计算 B*L≥d3/2.35*dm 式中： B—键宽 L—键的有效长度 d—计算的中间轴直径 dm—在键中部处的轴直径 B*L= 1400 mm
船舶轴系强度计算
2011船舶轴系计算3.1 船舶轴系的作用与组成：3.1.1 船舶轴系的作用：船舶轴系的基本任务是将主机的功率传给螺旋桨，同时又将螺旋桨旋转产生的轴向推力传给船体，以推动船舶运动。
3.1.2 船舶轴系的组成：由于船的任务和要求不同，使得船体型线和动力装置型式不同，轴系所包括的具体组成部件也不完全一样。
一般情况下，从主机曲轴法兰起，到螺旋桨止，主要包括：弹性联轴节、减速齿轮箱、推力轴、推力轴承、中间轴、中间轴承、、联轴节、艉轴和艉轴管等，另外还有离合器和隔舱填料函等总称为轴系。
3.2轴系的布置：当机舱、主机和螺旋桨的位置已初步决定，并对轴系的结构有充分的了解和考虑后，首先确定轴系数目、位置和长度，初步选定轴承的位置和间距等，然后再选用或设计轴系部件，进行轴系强度计算和振动验算，最后绘制轴系布置及安装总图，完成轴系的设计工作。
3.2.1 轴线的数目：从主机法兰输出端到螺旋桨中心之间的轴系，往往是由好几段位于同一直线上的轴相互连接起来的，这种位于同一直线上的轴系称为轴线。
轴线的数目主要取决于船舶的类型、航行性能、生命力、主机型式及特征、动力装置的经济性、工作的可靠性等。
本船采用双机双桨的推进装置。
一般单轴系的轴线，常将其布置在船舶的纵舯剖面上，双轴系的船舶，轴线对称布置在两舷。
而三轴系的船舶往往其中一根轴线在船舶的纵舯剖面上，其余两轴线对称的布置在两舷。
3.2.2 轴线的位置与长度：轴线是一根直线，它的位置和长度决定于两个端点的位置，一个端点是螺旋桨中心，另一个是主机的输出轴法兰中心。
连接这两个中心的长度即为轴线长度，轴线总长度确定后，再根据船舶的实际情况、船厂加工能力以及船舶尾部结构和轴承的间距等确定轴段数目和长度。
理想的轴线位置最好是布置成与船体基线水平，而在多轴线时，轴线又必须保持对称，并和纵舯剖面平行。
但是这样理想的轴线往往很难实现，因为轴线的位置必须服从主机与螺旋桨的布置。
如下图，在主机位置较高而船舶吃水比较浅时，为保证螺旋桨浸入水下一定距离，有时不得不使轴线向尾部倾斜一定角度α，有些双桨推进装置的船舶轴系，为了使螺旋桨叶的边缘离开船的外板一定的距离，允许轴线在水平投影上离开船舶纵舯剖面偏斜一个角度β。
48M_货船《螺旋桨强度计算书》
0.42785 m
= 427.85 mm
螺 旋 桨 转 速：ne 333.33 r/mim
桨 叶 后 倾 角： ε
10 °
（铸
材 料 系 数： K = 0.91 钢）
主 机 额 定 功 率： Ne= 300 KW
二、桨叶厚度 1.由8.6.2.1规定在0.25R剖面处的桨叶厚度 t 不得小于按下式计算所得之值:
t1.0 = CoD mm
式中: C0 3
3×1.5
则: t1.0 = mm
= 4.5 mm
满足要
实取 t = 4.5 mm 等于 4.5 mm, 求. 3.由8.6.2.3规定其他半径处的叶切面厚度由 t0.25=45 mm 与 t1.0=4.5 mm 连直线决定.
实际桨叶厚度为:
t0.2 = 47.70 mm
页 页
一、概述
１、按《钢质内河船舶建造规范》(2009)校核本船螺旋桨的强度。
２、螺旋桨的主要参数
直
径： D = 1.500 m
螺
距： P = 1.100 m
盘
面
0.700
桨 叶 叶 数： Z = 4
0.7212
×
0.226D·
AE/AO/( 0.25R 剖面处的桨叶宽度： b = 0.1Z)=
48M 货船
技术设计
标记 数量 修改单号 签字 日期
编制 翁方勇
校对 顾春荣
标检
审核
审定
日期 2009.03
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螺旋桨强度计算书 标 记 质(Kg)量 比 例
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嘉兴金航船舶设计有限公司
《螺旋桨强度计算书》
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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
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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
பைடு நூலகம்
Y =
式中：
1 . 36 A1 N e Zbn e
A1 =
D D D K1 − K 2 + K3 K4 P P0.7 P0.7
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一、 本计算书以《钢质海船入级与建造规范》（2006）以下简称《海规范》,为依据编写。 1、 根据第二篇第二章2.14.4.1的要求： 1.1 按有关要求，螺旋桨与船壳板之间保证必要的最小间隙，推进器与艉柱， 舵之间的最小间隙,不小于下列要求： a= b= c= d= 式中： D—螺旋桨直径， 计算得： a= b= c= d= 240 mm 400 mm 280 mm 80 mm 2000 mm 0.12 D mm 0.20 D mm 0.14 D mm 0.04 D mm
以上计算均满足《海规范》要求，详细数据见有关图纸。 1.2 按《规范》11.4.3计算螺旋桨桨叶厚度如下： 螺旋桨桨叶厚度t（0.25R和0.6R剖面处）应不小于按下式计算所得之值：
t =
式中： Y——功率系数；
Y K − X
K——材料系数，材料为Cu1锰青铜，抗拉强度σb=440（N / ㎜2） 材料密度G=8.3g /cm3，材料系数 X——转速系数。 功率系数 Y 按下式计算： K= 1
A2 GA d n e D 3 X = 10 10 Zb
式中：
2
A2 =
D ( K 5 + K 6ε ) + K 7 ε + K 8 P
10
○
ε——螺旋桨后倾角， K5、K6、K7、K8查表11.4.3.2 G——桨叶材料密度， Ad——螺旋桨圆盘面积比， A2计算得: 0.25R:A2= 1402 转速系数X计算得： 0.25R:X= 0.19 螺旋桨桨叶厚度t计算得: 0.25R: t= 64 mm 0.6R:X=