1500吨载运煤船螺旋桨设计书指导老师：dyz学生姓名：ck学号：************完成日期：**********给定资料艾亚法有效功率估算表：1．推进因子的确定(1)伴流分数ω本船为单桨海上运输船，故使用泰勒公式估算ω=0.5×CB-0.05=0.5×0.807-0.05=0.354(2)推力减额分数t使用汉克歇尔公式t=0.50×CP-0.12=0.50×0.811-0.12=0.0.286(3)相对旋转效率近似地取为ηR =1.0(4)船身效率ηH =(1-t)/(1-ω)=(1-0.286)/(1-0.354)=1.1052．桨叶数Z的选取论证根据一般情况，参考母型船，单桨船多采用四叶，加之四叶图谱资料较为详尽、方便查找，故选用四叶。
3．A E/A0的估算按公式A E/A0 = (1.3+0.3×Z)×T / (p0-p v)D2 + k进行估算，其中：T=P E/(1-t)V=1911/((1-0.286)×12×0.515)=433kN水温15℃时汽化压力p v=174 kgf/ m2=174×9.8 N/m2=1.705 kN/m2静压力p0=pa+γhs=(10330+1025×3.5)×9.8 N/m2=136.39 kN/m2k取0.2D允许=0.7×T=0.7×8.50=5.95mA E/A0 = (1.3+0.3×Z)×T / (p0-p v)D2 + k=（1.3+0.3×4）×433/((136.39-1.705)×5.95²)+0.2 = 0.4274. MAU桨型的选取说明该船为海洋运输船，MAU型图谱刚好适用于海水情况。
MAU型浆性能较好，实际应用广泛，故采用MAU型浆。
5. 在估算的A E/A0左右选取2～3张Bp－δ图谱根据A E/A0=0.427，选取MAU4-40和MAU4-55两张图谱。
6. 列表按所选的2个A E/A0图谱考虑功率储备进行螺旋桨终结设计，得到2组螺旋桨的要素及V smax。
功率储备取10%，轴系效率ηS=0.97（中机型），齿轮箱效率ηG=0.96螺旋桨敞水收到功率：P DO = Ps×0.9×ηS×ηG×ηR= 4101hp×0.9×0.97×0.96×1.0= 3437 hp由图谱可查得：据上表结果可绘制P E、P TE、δ、P/D及η0对V的曲线，如图一所示：图一从P TE-f(V)曲线与船体满载有效马力曲线之交点，可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η0如下表所列。
7．空泡校核，由图解法求出不产生空泡的（A E/A0）MIN及相应的V sMAX、P/D、η0、D.按柏努利空泡限界线中商船上限线，计算不发生空泡之最小展开面积比。
桨轴沉深h s=8.5-5.0=3.5m计算温度t =15℃, pv = 174 kgf/m2 ,ρ=104.63 kgf×s2/m4p 0-pv= pa+γhs-pv=(10330+1025×3.5-174) kgf/m2 = 13743.5 kgf/m2P DO = 3437 hp据上述结果作图二，可求得不发生空泡的最小盘面比及对应的最佳螺旋桨要素:A E/A0=0.546，P/D=0.614，D=3.765m，η0=0.469，Vsmax =11.78kn图二空泡校核曲线8．计算与绘制螺旋桨无因次敞水性征曲线由MAU4-40,MAU4-55,P/D=0.614的敞水性征曲线内插得到MAU4-54.6, P/D=0.614的敞水性征曲线，其数据如下：图三螺旋桨无因次敞水性征曲线9. 计算船舶系泊状态螺旋桨有效推力与保持转矩不变的转速N0由敞水性征曲线得J=0时，K T=0.267, K Q=0.0275计算功率P D=4101×0.97=3978hp系柱推力减额分数取t0=0.04,主机转矩：Q=P D×60×75/(2πN)=3978×60×75/(2×3.1416×196)= 14535.88 kgf.m 系柱推力：T=(K T/K Q)×(Q/D)=(0.267/0.0275)×(14535.88/3.765)= 37484.78 kgf车叶转速：N0=60×√T/(ρ×D4×K T)=60×(37484.78/(104.63×3.7654×0.267))0.5= 155.0 rpm10．桨叶强度校核按我国1990《钢质海船入级与建造规范》校核t0.25R及t0.6R，应不小于按下式计算所的之值：t=√Y/(K-X) (mm)式中Y=A1×N e/(Z×b×N),X=A2×G×A d×N2×D3/(1010×Z×b)计算功率N e=4101×0.97=3978hpA d= A E/A0=0.546，P/D=0.614，ε=8º， G=7.6 gf/cm3, N=196 rpm在0.66R处切面弦长b0.66R=0.226×D×A d /（0.1Z）=0.226×3.765×0.546/(0.1×4)=1.1615m 因此, b0.25R=0.7212×b0.66R=0.7212×1.1615=0.8376 mb0.6R =0.9911×b0.66R=0.9911×1.1615=1.1511 m11．桨叶轮廓及各半径切面的型值计算叶片最大宽度在0.66R处，b0.66R=0.226×D×A d /（0.1Z）=0.226×3.765×0.546/(0.1×4)=1.1615m叶片最大厚度在螺旋桨轴线处，t max = 0.05D=0.05×3.765×1000=188.25mm实际桨叶厚度MAU型4叶螺旋桨尺度表列表计算如下：（单位：mm）12．桨毂设计最大连续功率P D=3978hp，此时N0=155 rpm(P D/N)1/3= (3978/155) 1/3= 2.951)根据课本P157图8-40可查得：螺旋桨桨轴直径d t=345mm2)采用整体式螺旋桨，则螺旋桨的毂径d h=1.95d t=1.95×345=672.75mm3)浆毂前后两端的直径;d2=0.83×d h=0.83×672.75=558.38mmd1=1.10×d h=1.10×672.75=740.03mm4）桨毂长度l0=d h+100=772.75mm减轻孔的长度l1=0.3×l0=0.3×772.75=231.83mm5）毂部筒圆厚度δ=0.75×t0.2R=0.75×（4.06%×3.765×1000）=114.6mm 6）叶面、叶背与毂连接处的圆弧半径:r1=0.033D=0.033×3.765×1000=124.2mm,r2=0.044D=0.044×3.765×1000=165.7mm13.螺旋桨总图绘制（详见螺旋桨设计总图）图四螺旋桨总图绘制14.螺旋桨重量及转动惯量计算铝青铜材料重量密度γ=8410kgf/m3 ，b max= b0.66R=1.1615mD=3.765m，t=0.15286 m，t0.6= 0.08208m0.2最大连续功率P D=3978hp，此时N0=155 rpm毂径d=0.67275m，毂长L K=0.77275m，d/D=0.179桨毂长度中央处轴径d0 =0.045+0.108(P D/N)1/3-KL K/2=0.045+0.108×2.95-0.1×0.77275/2=0.325m根据我国船舶及海洋工程设计研究院提出的公式：桨叶重G bl =0.169γZb max(0.5t0.2+t0.6)(1-d/D)D(kgf)=0.169×8410×4×1.1615×(0.5×0.15286+0.08208)×(1-0.179)×3.765 =3235.4 kgf桨毂重Gn =(0.88-0.6d0/d)L Kγd2(kgf)=(0.88-0.6×0.325/0.67275)×0.77275×8410×0.672752=1735.8 kgf螺旋桨重量G= G bl +Gn= 4971.2 kgf螺旋桨惯性矩I mp=0.0948γZb max(0.5t0.2+t0.6)D3=0.0948×8410×4×1.1615×(0.5×0.15286+0.08208)×3.7653=31335.4 kgf·m·s215．设计总结螺旋桨直径D=3.765m螺距比P/D=0.614型式MAU盘面比A E/A0=0.546纵倾角ε=8º螺旋桨效率η0=0.469设计航速Vsmax =11.78kn 毂径比d h/D =0.179旋向右旋材料铝青铜重量4971.2 kgf惯性矩31335.4 kgf·m·s2 16．设计体会这次课程设计是大学以来第一次一个人独立完成的课程设计。
前后大概持续了一个星期的时间。
在这一个星期的时间中，从不知道如何下手，到慢慢熟悉设计流程，最后我用自己最大的努力和耐心完成了此次课程设计的任务。
可以说收获颇多，此次课程设计让我对螺旋桨的知识有了更深入的了解，巩固了以前所学的知识点；此次课程设计也让我对螺旋桨的设计过程有了全面的把握，有利于我以后的学习与工作；此次课程设计也让我发现了原来课程设计模板中存在的一些问题。
虽然我们马上就要迈入大四了，但是希望学院以后的专业课能够更多地搞一些课程设计，因为在课程设计的过程中我们有了对书本知识更加深入的理解，有利于我们对于专业知识的掌握。
有些事情，只有做了，才知道是怎么回事。