船舶动力装置课程设计一、设计目的1、进一步掌握舰船动力装置的基本概念和基本理论；2、掌握船机浆设计工况选择的理论和方法；3、掌握工况船舶采用双速比齿轮箱速比优先选计算方法；4、掌握主机选型的基本步骤方法；5、初步掌握船机浆工况配合特性的综合分析方法。

二、基本要求1、独立思考，独立完成本设计；2、方法合适，步骤清晰，计算正确；3、书写端正，图线清晰。

三、已知条件1、船型及主要尺寸(1) 船型：单机单桨拖网渔船(2) 主尺度序号尺度单位数值1 水线长M 41.02 型宽M 7.83 型深M 3.64 平均吃水M 3.05 排水量T 400.06 浆心至水面距离M 2.5(3) 系数名称方形系数Cb 菱形系数Cp 舯刻面系数数值0.51 0.60 0.895(4) 海水密度ρ =1.024T/M32、设计航速状态单位数值自航KN 10.4拖航KN 3.83、柴油机型号及主要参数序号型号标定功率(KW)标定转速(r/min)柴油消耗率（g/kw·h）重量（kg）外形尺寸（L×A×H）mm1 6E150C-1 163 750 238 2500 2012×998×13252 6E150C-1 220 750 238 3290 2553×856×14403 8E150C-A 217 1000 228 2700 2065×1069×14054 8E150C-A 289 1000 228 3500 2591×957×14055 6160A-13 164 1000 238 3900 3380×880×15556 X6160ZC 220 1000 218 3700 3069×960×15127 6160A-1 160 750 238 3700 3380×880×15558 N-855-M 195 1000 175 11769 NT-855-M 267 1000 179 1258 1989×930×151110 TBD234V8 320 1000 212 4、齿轮箱主要技术参数序号型号额定传递能力kw/(r/min)额定输入转速（r/min）额定扭矩N*m额定推力KN速比1 300 0.184--0.257 750--1500 1756.2--2459.849.02.04,2.5,3,3.53,4.12 D300 0.184--0.257 1000-2500 1193.64--2459.849.04,4.48,5.05,5.5,5.9,7.633 240B 0.184 1500 1756 30--50 1.5,2.34 SCG3001 0.16--0.22 750--2300 30--50 1.5,2.3,2. 5,3.55 SCG3501 0.257 750--2300 1.3,2.3,2. 5,3.5,46 SCG3503 0.257 1000-2300 4.5,5,5.5, 6,6.5,77 SCG2503 0.184 1000-2300 4,4.5,5,6, 6.5,78 GWC3235 0.45--1.35 --1800 4283--12858112.72.06,2.54,3.02,3.57,4.05,4.955、双速比齿轮箱主要技术参数序号型号额定传递能力kw/(r/min)额定输入转速（r/min）额定推力KN速比1 GWT36.39 0.42--1.23 400--1000 98.07 2--62 GWT32.35 0.52--1.32 --1800 112.78 2--63 MCG410 0.74--1.84 400--1200 147.0 1--4.54 S300 0.18--0.26 750--2500 49.03 2.23,2.36，2.52,2.565 SD300 0.18--0.24 750--2500 49.03 ,4,4.48,4.6,4.95四、计算与分析内容1、船体有效功率，并绘制曲线2、确定推进系数3、主机选型论证4、单速比齿轮箱速比优选，桨工况特性分析5、双速比齿轮箱速比6、综合评判分析五、参考书目1、《渔船设计》2、《船舶推进》3、《船舶概论》4、《船舶设计实用手册》（设计分册）六、设计计算过程与分析1、计算船体有效功率(1)经验公式：EHP=(E0+△E)△√L ①式中：EHP------船体有效马力,△------排水量（T），L------船长（M）。

在式①中船长为41.0M时，△E的修正量极微，可忽略不计。

所以式①可简化为EHP=E0△√L。

根据查《渔船设计》5、可知E0计算如下：船速v=10.4× 1.852÷ 3.6=5.35M/S，L=41.0,Cp=0.60;V/(L/10)3=(400.0÷1.024)/(41÷10)3=5.67;v/√gl=5.35/√(9.8×41)=0.27;通过查《渔船设计》可得E0=0.072。

(2)结果：EHP=E0×△×√L =184.412、不确定推进系数（1）公式P×C=P E/P S=ηc×ηs×ηp×ηr式中P E：有效马力；P S：主机发出功率；ηc：传动功率；ηs：船射效率；ηp：散水效率；ηr：相对旋转效率。

（2）参数估算伴流分数：w=0.77Cp－0.28=0.182推力减额分数：由《渔船设计》得t=0.77Cp－0.3=0.162ηs=（1－t）/（1－w）=（1－0.162）/（1－0.182）=1.02取ηc=0.96；ηp=0.6；ηr=1.0（3）结果P×C=ηc×ηs×ηp×ηr=0.96×1.02×0.6×1.0=0.5753、主机选型论证（1）根据EHP和P×C选主机主机所需最小功率Psmin=P E/(P×C)=184.41/0.575=320.7马力=235.7KW参数10%功率储备：Ps=Psmin×(1+10%)=259.27KW查柴油机型号及主要参数表选择NT-855-M型柴油机参数：额定转速：1000r/min额定功率：267KW燃油消耗率：179g/kw.h（2）设计工况点初选a、取浆径为1.9M，叶数Z=4，盘面比为0.40和0.55b、确定浆转速范围225r/min左右4、单速比齿轮速比优选，桨工况点配合特性分析（1）设计思想：按自航工况下设计（2）设计参数及计算：a、螺旋桨收到的马力DHP：DHP=EHP/(ηs×ηp×ηr)=184.41/(1.02×0.6×1.0)=301.3马力b、√P=√（DHP/ρ）=√（301.3/1.024）=17.15c、桨径D:D=1.6d、自航航速v s=10.4KN拖航航速v s`=3.8KNe、进速v a=v s（1-w）=10.4×（1-0.182）=8.51f、估计桨转速：225r/min根据图谱计算（3）具体计算根据桨径D=1.9M,用B4-40和B4-55图谱计算转速为200r/min，225r/min,250r/min,275r/min,300r/min,航速为10.4KN时桨的螺距比H/D，敞水效率ηp，并绘制图谱求得最佳ηp和H/D。

（4）列表计算：序号计算项目1 桨径D(M) 1.9 1.9 1.9 1.9 1.92 桨转速n(r/min) 200 225 250 275 3003 航速V S(kn) 10.4 10.4 10.4 10.4 10.44 进速V A(rw) 8.51 8.51 8.51 8.51 8.515 直径系数δ=3.28nD/V A146.5 164.8 183.1 201.4 219.76 功率系数B p=n√p/V A2.516.2 18.3 20.3 22.3 24.4查B4-40图谱7 ηp 0.608 0.626 0.615 0.599 0.5818 H/D 1.07 0.99 0.81 0.76 0.649 H(M) 2.03 1.88 1.54 1.44 1.22查B4-55图谱10 ηp 0.605 0.621 0.609 0.591 0.5711 H/D 1.05 0.91 0.87 0.73 0.7012 H(M) 2.00 1.73 1.65 1.39 1.33 （5）作图确定桨各项最佳参数：（6）通过作图确定桨的各相应参数：项目B4-40 B4-55 桨速r/min 230 225ηp 0.623 0.621H/D 0.97 0.91H(M) 1.84 1.84D(M) 1.9 1.9 通过作图确定出此船在自航状态下即航速V S=10.4KN时，桨的最佳转速，从而准确得出自航状态下的减速比。

（7）选择单速比齿轮箱参数：a、主机输出扭矩Ne=9550·P N/n N=267/1000×9550=2550N·Mb、主机转速n=1000 r·p·mc、减速比i=4.5根据以上参数选择：齿轮箱型号：SCG3503外形尺寸：854×880×1312传递能力：0.257kw/r/min（8）分析自航状态下的机桨配合特性图中A 点为船自航状态下的设计配合点，即额定工况点，此时主机在设计负荷下工作，主机可发出额定功率，螺旋桨亦可发出设计推力，使船在自航设计航速即10.4KN 航行。

（9）双速比齿轮箱速比优选、桨工况配合分析 ①设计思想：根据拖航工况选择减速比，由上面自航时的两种盘面比对应的参数求出拖网时再吸收全部主机功率情况下具有的最大推力的螺旋桨的转速及减速比。

②设计参数：拖航航速：v s =3.8kn进速：v a =0.515v s （1-w ）=1.71m/s③具体计算（查《船舶原理与推进》P186） 序号 计算项目 1 桨径D(M) 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 2 桨转速 200 225 250 275 300 3 航速V S (kn) 10.4 10.4 10.4 10.4 10.4 4 进速V A (rw) 1.71 1.71 1.71 1.71 1.715D n V J a ⋅=60 0.27 0.24 0.22 0.20 0.186n 26075π⨯⨯=DHP Q M1079.5 959.6 863.6 785.1 720.17523600D n Q K MM ρ⋅= 0.0383 0.0269 0.0195 0.0147 0.0114查B4-40图谱 8 H/D 0.87 0.72 0.630.53 0.434 9 K T 0.295 0.24 0.196 0.165 0.09 10ηp0.336 0.3380.3410.3450.35λ p1λ pηp ηcCDBAP e P p100（%）（%）。