第一章引言
杂货船一般没有固定的航线和船期，而是根据货源情况和需要航行于个港口之间，杂货批量远不及石油、矿砂那样多，除杂货外，也可载运散装杂货或大件货物等。杂货船有航行于内河的小船，也有从事远洋国际贸易的两万吨载重吨以上的大船。国际上普通货船在载重量通常在一万至两万吨。杂货船不追求高速，而注重经济性和安全性，要求尽量多装货，提高装卸效率，减少船员人数和保证航行效率，减少船员人数和保证航行、货物安全。
杂货船是干货船的一种，装载各种包装、桶装、箱装、袋装和成捆等件杂货的运输船舶，又成为普通货船。杂货船应用广泛，吨位术在世界商船队中居首位。干货船，又称普通货船，是以运载干燥货物为主，也可装运桶装液体的货船，是最常见的货船，专门用来装运成包、成堆、成扎成箱的干货。
为避免受压，该货船有两至三层全通甲板，根据船的大小设有三至六个货舱，甲板上带有舱口未闭的货舱口，货舱口特别大，上面有水密舱口盖，一般能自动启闭。配有完整的起货设备。货舱口两端有吊杆装置，还有回转式起吊吊车，机舱设在船的中部或尾部。前一种布置有利于调整船舶的纵倾，后一种布置可增大载货容积，但空载时有较大尾倾。
杂货船底部多为双层底结构，能防止船底破损时海水进入货舱，并可增加船体的纵向强度，双层底内空间可用作清水舱和燃料舱，也可做压载舱以调节船的重心。
本文是按照设计任务书的要求所进行的关于货船的设计，在设计过程中查阅了大量的资料和数据，并得到专业老师的指导和同学的帮助，在这里我向他们致以最诚挚的谢意。由于本人的能力有限，在设计中不可避免的会出现一些错误，还望老师给予批评和指正。
第二章全船说明书
2.1 总体部分
2.1.1 概述
小型沿海货船具有货物周转快，运输方便灵活，适合沿海短距离运输等特点。可以进入条件简陋或水深限制的小型港口，码头。还可以进入内河进行运输，是连接内陆沿江，沿海地区与沿海地区一种纽带。
2.1.2 主要数据
2.1.2.1 主尺度
总长L oa65.37m
垂线间长L pp60.0m
型宽 B 10.9m
型深 D 5.35m
设计吃水 4.2m
排水量1869t
2.1.2.2 主要船型系数
长宽比Lpp/B 5.58
长深比Lpp/D 11.2
宽深比B/D 2.04
宽度吃水比B/T 2.6
方形系数Cb 0.662
中剖面系数Cm 0.951
水线面系数Cww 0.774
棱形系数Cp 0.695
2.1.2.3 载重量
设计吃水4.2m，海水密度1.025t/m3时，载重量约1100t。
2.1.2.4 稳性
本船的稳性按《钢质海船入级与建造规范》（2001年）中完整稳性篇，核算各种装载情况，并满足二类航区的要求。
2.1.3 布置情况简介
全船总布置参看“总布置图” 。
#81至#88约2.5米高度以下为第一压载水舱，其上至首部升高甲板为油漆间和灯间，#88至首约5.2m为首尖舱，其上至首部升高甲板为锚链舱及索具舱。首升高甲板从#90至首，上面布置锚泊，系泊设备。#54至#81为第一货舱。#25至#54为第二货舱。#62至#81为第二压载水舱，#56至#69为淡水舱，#38至#53为第三压载水舱，#25至#371为第一燃油舱，#17至#25为第二燃油舱，#67至#17为第四燃油舱，#7至#29为机舱。
主甲板至双层底之间由首至尾依次为锚链舱、油漆灯间、机舱、贮物室、战备电台、舵机舱。
主甲板上，首部设有系缆设备，首浮锚系统，中前部设有两个工作间出入口。甲板室内设有居住舱室、餐厅、厨房、机舱棚、浴室、厕所、防腐控制室、锅炉间、粮库等。
救生艇甲板上，由舯至尾依次为轮机长室、政委室、大副室、二副、三副室、船员室、信号灯桅、机舱天窗、烟囱、救生设备（救生艇、救生筏）、信号灯桅等。
驾驶甲板上，由舯至尾依次为驾驶室、报务室、海图室、变流机室、储电池室、报务员室、船长室
罗经平台上设有磁罗经、扫海灯、方位分罗经、通讯信号灯等。
第三章主尺度确定
设计任务书
设计船为1100吨沿海货船，主要服务于东海渤海。载货量为1100吨，船员定额21人，续航力为2500海里；稳性要求满足三类航区的要求；为双甲板，纵骨架式；主机为6300ZC 1台，单机功率为662KW（900HP），转速为350（r.p.m）；辅机型号为6135Zaf*2台；舵机为电动液压；桅杆，其上设有观通导航及航行灯具，舷外最小跨度为米；锚为霍尔锚。结构满足《钢质海船入级与建造规范》（2001）要求。
本船为杂货船，属于载重型船，按照载重型船进行计算。根据任务书要求，按《法定检验规则》相关规定进行选取。
3.1 母型船主尺度
母型船主量度如下：
垂线间长59.23米
型宽10.8米
型深 5.35米
设计吃水 4.2米
载货量1000吨
排水量1774吨
设计航速11.26节
3.2 设计船主尺度
确定的主尺度如下：
垂线间长60米
型宽10.9米
型深 5.35米
设计吃水 4.2米 载 货 量 1100吨 排 水 量 1869吨 设计航速 11.29节
3.3 设计船航速及主尺度确定
3.3.1求航速
海军常数法(实际上表示的是船只阻力的衡量参数之一，表示的是该航速与排水量之间的关系，海军部系数越小，表示船只航行时阻力越小。海军部系数法、艾亚法和凯勒法是三种阻力近似方法)
c=MHP V SO 3/23
?=900
17745.113/23?=247.636
设计船V S =3
3/2??MHP c =33
/21869
900
636.247?=11.26kn 3.3.2确定主尺度
以1000吨杂货船作为母型船 （1） L=L 0(
0??)1/3=59.23×(17741869)1/3
=59.8m 取L=60m （2） B=B 0(
0??)1/3=10.8×(1774
1869)1/3
=10.9m 取B=10.9m （3） d=d 0(
0??)1/3=4.2×(17741869)1/3
=4.2m 取d=4.2m （4） D=D 0
0d d =5.35×2
.42
.4=5.35m 取D=5.35m
（5） Cb=1.08-
gL
V =0.662
（6） Cm 取型船，Cm=0.95
（7） Cp=
Cm Cb =95.0662
.0=0.695 （8） Cw=3
21Cb
=0.774
3.3.3计算设计船排水量
△ =ρLBDCb=1.025kg/m 3
×60m×10.9m×4.2m×0.662=1869 t
3.4稳性校核
GM=a 1d+a 2D B 2-a 3D=0.62×4.2+0.05×35
.59.102-0.59×5.35=0.56
其中， a 1=（1+
Cw
Cb
）×31 =(1+774.0662.0)×31=0.63
a 2=4.111×C
b Cw 2 =4.111
×774
.0662.02=0.05
a 3取母型船=
0D Zg 满=
35
.520
.3=0.59
第四章螺旋桨设计计算说明书4.1已知货船主要要素
设计水线长L WL=65.37m
垂线间长L pp=60m
型宽B=10.9m
型深D=5.35m
平均吃水T m=4.2m
棱形系数C p=0.695
方形系数C b= 0.662
排水体积▽=1823.41m3
排水量△=1869t
主机型号ZC6300;一台
主机功率MHP=900HP
转速N=350r.p.m
桨轴线中心距基线高Z p=1.7m
4.2船体阻力计算（艾亚法）
4.3 船身效率计算（按汉克歇尔公式）
船身效率计算，目的是为了实现船的敞水工作数据转化，一般采用汉克歇尔公式： 伴 流 分 数：ω = 0.77Cp －0.28 = 0.254
（单桨渔船为ω = 0.77Cp －0.28，双桨渔船为ω = 0.7Cp －0.3）
推力减额分数：t = 0.77Cp －0.30 = 0.234
（单桨渔船为 t = 0.77Cp －0.30，双桨渔船为 t = 0.5Cp －0.18）
船 身 效 率：ηH =
ω--11t =254
.01234
.01--=1.027 相对旋转效率：ηr = 1
4.4 螺旋桨收到马力计算
在螺旋桨收到马力计算时，应该考虑到船的耐波性。应扣除主机10-15%主机马
力。一般情况下，船需要拖带一台发电机，所以发电机的马力要扣除。收到马力DHP=（主机马力-发电机马力）×轴系传递效率×减速箱效率。
轴系数效率取：ηs = 0.97 船 身 效 率：ηH =ω
--11t =
254
.01234
.01--=1.027
收 到 马 力：
DHP =（ MHP-
916.036.120?）×ηs ηH =254
.01234
.01--×0.97×1.027=873 HP （公制）
换算为英制马力 DHP = 873×76
75
=861.5 HP （英制）【P D 】
4.5 假定设计航速下有效推马力计算
由于采用艾亚法计算船体阻力数据不是很准确，尤其是在计算傅汝德Fn>0.4时
误差更大。因此船体在假定航速下的有效马力一般依据母船给定。
根据B4-55，B4-70，B4-85的Bp-δ图谱列下表计算。
根据上表推马力的计算结果绘制THP－Vs的曲线，如图所示：
4．6 初步确定桨的要素：
从THP曲线与EHP曲线交点处可获得不同盘面比的Vs,并查B P－δ图谱得各要素,如下表所示：
4.7 推力计算
本船不是拖网渔船，不需要进行推力计算。
4.8 空泡校核
螺旋桨工作时，桨叶的背面压力降低形成吸力面，若某处压力降至临界值以下，将导致爆发式的气化，水汽通过截面进入水中使之膨胀，形成气泡，称之为空泡。
按瓦根宁根水池限界线，计算不发生空泡的最小盘面比。ρ＝104.6㎏fs 2/m 4 桨轴沉深 hs=T-ZP=5.9-1.7=4.2m （T 为设计吃水，一般比平均吃水数值大，此处参考母船）
计算温度20℃ 则P V ＝238㎏f/m 2 按瓦根宁根界限进行计算,
=-+=-V s a o p h p p p γυ10330+1025×4.2-174=14461kgf/2m
计算温度 C t o 15= V p = 174 kgf/2m D p =2063.88hp ρ=104.63
kgf·
42/m s
4.9 确定设计螺旋桨的要素
根据上述计算结果作图可求得不发生空泡的最小盘面的比以及所对应最佳螺旋桨要素。
A E / A0 =0.52
Vs =11.2 Kn
P / D =0.72
D =1.8 m
η0 =0.53
空泡校核计算结果
4.10 强度校核
为了使螺旋桨具有足够的强度，使其在正常航行状态下，不致破损或者断裂，《规范》第三分册第三篇中，对螺旋桨强度作了明确的规定。按1983《规范》校核R t 25.0及R t 6.0，（见表3），应不小于下式计算之值：
t= X K Y
-;e e Zbn N A Y 136.1=;Zb
D N GA A X d 1022210=
计算功率e N =900×0.98=882hp
==O E d A A A /0.52 P/D=0.72 o 15=ε G=7.6 2/cm g N =e n =882r/min
)1.0/(226.066.0Z DA b d R ==0.226×1.8×0.52/0.4=0.53m R b 25.0=0.722R b 66..0=0.37
R b 6.0=0.9911R b 66..0=0.52
4.11 确定设计桨各切面厚度
实际桨叶厚度按t 1.0 R = 0.003D = 5.4mm 与t 0.25R =0.037D=66mm 连成直线决定，见附图
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
t (mm)
r/R
4.12 螺距修正
螺旋桨设计中，有些参数往往所用的螺旋桨系列不同，计算所得的厚度小于所选用系列的桨的厚度时，尚可直接采用系列桨的厚度及厚度分布，其缺点是浪费材料；若计算中为满足强度要求不得不增加厚度时，将导致设计螺旋桨叶厚度分布大于系列螺旋桨叶厚分布。在这种情况下，必须对设计螺旋桨进行修正，使两者性能相同。
B 型桨在0.7R 处切面最大厚度为：t 0.7 =0.0156D = 28 mm, 实桨t 0.7 = 27 mm ，因两者不相等，所以进行螺距修正。
t 0.2＝65 mm ，
（1）模型桨在0.7R 处无升力角和螺距计算：
螺距P 0.7=
D
P ×D=0.72×1.8=1.296 m （即D ） 螺距角θ=tg -1
D P π7.07.0 = tg -1 8
.114.37.0296
.1??= tg -10。3276=18.14° 切面随边端圆直径：Φ=0.00108D=1.9 mm
切面平均拱度：f=0.5(t 0.7-Φ)=0.5(28-1.9)=13.05 mm 切面弦长：b 0.7=2.144A E D/ZA O =0.511 m 无升力角：α=100
b
f
= 100×51105.13=2.61°
（2）实际螺旋桨在0.7R 处的无升力角和螺距计算：
实际桨在0.7R 处最大厚度：t'0.7=27mm
随边端圆直径：Φ'=t φ t'= = 28
9
.1×27=1.83° 切面平均拱度：f'=0.5(t'-Φ')= 0.5×(27-1.83)=12.58 mm 切面弦长：b'0.7=511 无升力角：α’=100
''b f = 100×511
58
.12=2.46° 则修正后的螺距角：θ'=θ+α-α'=17.990
修正后的螺距为：P'=0.7πDtgθ'=0.7×3.14×1.8×tg18.05'=1.29m 修正后的螺距比：P'/D=0.72
4.13. 重量及惯性矩计算
在设计中，必须进行中量和惯性矩的估计，以提供轴系计算、工厂备料以及离心力计算等需要。螺旋桨重量为叶片重量和毂重量之和。中量估算采用船舶及海洋工程设计研究院公式： 桨叶重：
G bl = 0.169γ·Zb 0.6R (0.5t 0.2+t 0.6) (1－d / D) D
=0.169×8410×4×0.52×(0.5×0.065+0.035) ×(1—0.18) ×1.8
=294.53 kgf ［ｄ／Ｄ为标准毂径比，查教材108页知，为0.18］
桨毂重：G n = (0.88－0.6d0 / d)L Kγd2
=(0.88—0.6×0.176/0.324) ×0.42×8410×(0.324)2
=205.44kgf
式中：d0 = 0.045+0.108(P D / N)1/3－KL K / 2
=0.045+0.108×(861/350)1/3–1/2×(1/15×0.42)
=0.176
LK为毂的长度，对于单桨船，其长度可按照下式计算：
L K=d h+100=d/D×D=0.18×1.8+100=0.42
螺旋桨重量：G = G bl+Gn =294.53+205.44=499.97kgf
螺旋桨的惯性矩：I mp= 0.0948γ·Zb0.6R (0.5t0.2+t0.6) D3
=0.0948×8410×4×0.52×(0.5×0.065+0.038) ×1.83
=681.82kgf·cm·s2
4.14. 毂径形状及尺寸计算
毂和毂帽必须使水流顺利的流过，避免产生漩涡。其尺寸以及形状可根据造船
经验确定，一般按照如下公式计算：
螺旋桨轴径d t的确定值：按照如下图来确定，图中P D是螺旋桨最大连续功率时的收到马力，N是螺旋桨转速。(P D/N)1/3 =1.35,查表得，d t=175。
螺旋桨的毂径d h的确定值：对于B型螺旋桨而言，d h=（1.8-2.1）d t，取1.85计算得d h=320mm.。
毂前后两端直径d1 和d2的确定值：按如下经验公式确定：
d1/d h=1.05-1.15 取1.10计算得d1=352mm
d2/d h=0.75-0.90 取0.85计算得d2=272mm
桨毂长度L0的确定值：桨毂长度
L0=d h+100mm=320+100=420mm
减轻孔的长度L1的确定值：
一般取值为L1=0.3L0=126mm
毂部筒圆厚度δ的确定值：
δ=0.75 t0.2R=0.75×65=47mm
叶面叶背与毂径连接处的圆弧半径的确定值：
r1=0.033D=0.033×1.8=60mm
r2=0.044D=0.044×1.8=79mm
4.15 螺旋桨计算总结
螺旋桨直径 D = 1.8 m
螺距比P / D = 0.72
叶数Z = 4 叶
盘面比A E / A0 = 0.52
纵倾角ε= 15O
螺旋桨效率η0 = 0.53
设计航速V S = 11.2 Kn
毂径比 d / D = 0.167
旋向左旋
材料锰铁黄铜
4.16螺旋桨型值计算
B型螺旋桨伸张轮廓型值表
伸张轮廓型值表（单位：mm）
B型螺旋桨各半径处切面纵坐标（单位：mm）