第一章緒論第二章螺旋槳的幾何特征 一 主要內容1 本課題的主要研究內容 2 有效馬力 機器馬力 收到馬力和傳送效率 推進效率和推進系數的概念 3 螺旋槳的外形和名稱及幾何特征的有關專業術語 二 重點內容1 有效馬力 機器馬力 收到馬力和傳送效率 推進效率和推進系數的概念 2 槳葉數 槳的直徑 螺距比和盤面比等概念 三 教學方法多媒體授課 結合螺旋槳模型組織教學四 思考題1 什么是有效馬力 機器馬力 收到馬力和傳送效率 推進效率和推進系數 2 表征螺旋槳幾何特征的主要參數有哪些 三 下講主要內容理想推進器理論 第一章緒論 一 本課題的研究對象和內容1 船舶快速性船舶在給定主機馬力 功率 情況下 在一定裝載時于水中航行的快慢問題 2 推進器將能源 發動機 發出的功率轉換為推船前進的功率的專門裝置或機構 常見的推進器為螺旋槳 3 主要內容1 推進器在水中運動時產生推力的基本原理及其性能好壞 2 螺旋槳的圖譜設計方法 二 馬力及效率1 有效馬力PE1 公制有效馬力 本教材常用 2 英制有效馬力式中 Te為有效推力 kgf R為阻力 kgf v為船速 m s 思考 在船舶專業中常用的速度單位還有哪些 2 主機馬力和傳送效率推進船舶所需要的功率由主機供給 主機發出的馬力稱為主機馬力 以PS表示 主機馬力經減速裝置 推力軸承及主軸等傳送至推進器 在主軸尾端與推進器聯接處所量得的馬力稱為推進器的收到馬力 以PD表示 傳送效率 s PD PS 它反映了推力軸承 軸承地 尾軸填料函及減速裝置等的摩擦損耗 2 推進效率和推進系數推進效率 D PE PD 它反映了推進器在操作時有一定的能量損耗 及船身與推進器間的相互影響的能量損耗 推進效率也稱為似是推進系數或準推進系數QPC 推進系數PC PE PS 它反映了用某種機器及推進器以推進船舶的全面性能 推進系數越高 船舶的推進性能越好 第二章螺旋槳的幾何特征 一 螺旋槳的外形和名稱螺旋槳俗稱車葉 通常裝于船的尾部 根據船尾槳數目 ZP 的多少 船分別稱為單槳船 雙槳船等 螺旋槳通常由槳葉和槳轂構成 螺旋槳與尾軸聯接部分為槳轂 它一般為錐形體 為減小水阻力 在槳轂后端加一整流罩 轂帽 與槳轂形成一光順流線體 槳葉固定在槳轂上 螺旋槳一般有2 6片槳葉 槳葉數 Z 越多 槳的振動越小 當船舶前進時 槳葉推水的那一面 即由船尾向前看時所見到的一面 稱為葉面 相反的另一面稱為葉背 與槳轂連接的槳葉下端稱為葉根 此處的槳葉剖面最厚 槳葉的最外端稱為葉梢 此處的槳葉剖面最薄 螺旋槳正車旋轉時 槳葉先與水接觸的一邊稱導邊 另一邊稱隨邊 螺旋槳旋轉時 葉梢的圓形軌跡稱梢圓 梢圓的直徑為螺旋槳的直徑D 葉梢至槳轂中線的距離稱螺旋槳半徑R 梢圓的面積稱為螺旋槳的盤面積A0 螺旋槳正車旋轉時 由船尾向前觀察 若轉向為順時針時稱右旋 反之為左旋 雙槳船正車旋轉時 兩螺旋槳的上部向船的中線方向旋轉時稱內旋 反之為外旋 二 螺旋面和螺旋線螺旋槳槳葉的葉面是螺旋面的一部分 設線段ab與軸線oo1成固定角度 并使ab以等角速度繞軸oo1旋轉的同時以等線速度沿oo1向上移動 則ab線在空間所描繪的曲面為等螺距螺旋面 線段ab稱為母線 母線繞行一周在軸向前進的距離稱為螺距 P a 母線為直線且垂直于軸線 正螺旋面 b 母線為直線但不垂直于軸線 斜螺旋面 c d 母線為曲線 扭曲螺旋面 母線上任一固定點的運動軌跡為一螺旋線 任一共軸圓柱面與螺旋面相交的交線也為螺旋線 節線 螺距三角形 螺距角如下圖所示 三 螺旋槳的幾何特征一 螺旋槳的面螺距螺旋槳槳葉的葉面是螺旋面的一部分 若將螺旋線段B0C0引長繞軸線一周 則其兩端之軸向距離等于此螺旋線的螺距P 若螺旋槳的葉面為等螺距螺旋面之一部分 則P即稱為螺旋槳的面螺距 面螺距P與直徑D之比P D稱為螺距比 將圓柱面展成平面后即得螺距三角形 半徑r處的螺距角 半徑r處的螺距角 的大小 表示槳葉葉面在該處的傾斜程度 等螺距螺旋槳的螺距三角形見右上圖所示 變螺距螺旋槳 各半徑處的面螺距不等的螺旋槳 的螺距三角形見右下圖所示 對此類螺旋槳常取0 7R或0 75R R為螺旋槳半徑 處面螺旋距代表螺旋槳的螺距 為注明其計量方法 在簡寫時可記作P0 7R或P0 75R 二 槳葉切面與螺旋槳共軸的圓柱面與槳葉相截所得的截面稱為槳葉切面 簡稱葉切面或葉剖面 展為平面后則得葉切面形狀 通常有如下幾種 圓背式切面 弓形切面 機翼形切面 梭形切面和月牙形切面 其中弓形和機翼形較為常見 切面的弦長一般有內弦和外弦之分 連接切面導邊與隨邊的直線AB稱為內弦 圖中線段BC稱為外弦 對于系列圖譜螺旋槳來說 通常稱外弦為弦線 而對于理論設計的螺旋槳來說 則常以內弦為弦線 弦長的定義應與弦長相對應 切面的厚度以垂直于所取弦線方向與切面上 下面交點間的距離來表示 其最大厚度t稱為葉厚 t與切面弦長b之比稱為切面的相對厚度或葉厚比 t b 切面的中線或平均線稱為拱線或中線 拱線到內弦線的最大垂直距離稱為切面的拱度 以fM表示 fM與弦長b之比稱切面的拱度比f fM b 三 槳葉的外形輪廓和葉面積槳葉的外形輪廓可以用螺旋槳的正視圖和側視圖來表示 從船后向船首所看到的為螺旋槳的正視圖 從船側看過去過去所看到的為側視圖 槳葉中間的一根母線作為作圖的參考線 稱為槳葉參考線或葉面參考線或輻射參考線 即圖中的直線OU 若葉面是正螺旋面 則在側視圖上參考線與軸線垂直 若為斜螺旋面 則參考線與軸線成夾角 縱斜角 參考線OU在軸線上的投影長度稱為zR 縱斜 縱斜螺旋槳一般都是向后傾斜的 其目的在于增大槳葉與尾框架或船體間的間隙 以減少螺旋次誘導的船體振動 但縱斜不宜過大 否則螺旋槳在操作時因離心力而增加葉根處的彎曲應力 對槳葉的強度不利 側投影圖上應作出最大厚度線 最大厚度線與參考線OU間的軸向距離t表示該半徑處葉切面的最大厚度 它僅表示不同半徑處切面最大厚度沿徑向的分布情況 并不表示最大厚度沿切面弦向的位置 與槳轂相連處的切面最大厚度稱葉根厚度 除去兩邊填角料 輻射參考線與最大厚度線的延長線在軸線上的交點的距離t0稱為假想厚度 它與直徑D的比值t0 D稱為葉厚分數 槳轂直徑 簡稱轂徑 是指輻射參考線與槳轂表面相交處 略去葉根處的填角料 至軸線距離的兩倍 并以d來表示 轂徑d與螺旋槳直徑D的比值d D稱為轂徑比 槳葉在垂直于槳軸平面上的投影稱為正投影 其外形輪廓稱為投射輪廓 螺旋槳所有槳葉投影輪廓包含面積的總和稱為螺旋槳投射面積 以AP表示 投射面 積 比 AP A0投影輪廓對稱于參考線的稱為對稱葉形 若其外形與參考線不對稱 則為不對稱葉形 不對稱槳葉的葉梢與參考線的距離XS 稱為側斜 相應之角度 S為側斜角 槳葉的側斜方向一般與螺旋槳的轉向相反 合理地選擇槳葉的側斜可明顯減緩螺旋槳誘導的船體振動 將各半徑處共軸圓柱面與槳葉相截的各切面展成平面后 以其弦長置于相應半徑的水平線上 并光順連接端點所得的輪廓稱為伸張輪廓 螺旋槳各葉伸張輪廓所包含的面積的總和稱為伸張面積 以AE表示 伸張面 積 比 AE A0 將槳葉葉面近似展放在平面上所得的輪廓稱為展開輪廓 各槳葉展開輪廓所包含面積總和稱為展開面積 以AD