螺旋桨制图 课程设计之完整版共35页

螺旋桨的材料课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解螺旋桨的基本概念，掌握其构造、分类及工作原理。

2. 使学生了解不同材料对螺旋桨性能的影响，掌握常见螺旋桨材料的特性。

3. 引导学生掌握螺旋桨材料选择的基本原则和方法。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析、解决实际问题的能力，能够针对不同场景选择合适的螺旋桨材料。

2. 提高学生的实验操作能力，通过实验观察、数据分析等方法，培养学生的科学探究精神。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对航空事业的热爱，培养其学习航空知识的兴趣。

2. 培养学生的团队协作意识，使其在小组讨论、实验过程中学会倾听、尊重他人意见。

3. 引导学生认识到材料选择在航空领域的重要性，培养其严谨、负责任的科学态度。

本课程针对初中年级学生，结合其认知特点，注重理论与实践相结合，以螺旋桨材料为核心，引导学生掌握相关知识点。

通过课程学习，使学生能够明确螺旋桨材料的选择原则，提高其解决实际问题的能力，同时培养其航空领域的兴趣和科学素养。

二、教学内容1. 螺旋桨的基本概念：螺旋桨的定义、构造、分类及工作原理。

教材章节：第二章 航空器的基本构造与原理，第三节 螺旋桨与尾翼2. 螺旋桨材料特性：金属、复合材料等不同材料的物理、化学性能及其在螺旋桨中的应用。

教材章节：第四章 航空器材料，第二节 常用航空材料3. 螺旋桨材料选择原则：根据不同使用环境、性能要求等因素，选择合适的螺旋桨材料。

教材章节：第四章 航空器材料，第三节 航空材料的选择与应用4. 实践操作：组织学生进行实验，观察不同材料螺旋桨的性能差异，培养学生实际操作能力。

教学安排：课程中段，安排2课时进行实验操作。

5. 案例分析：分析典型螺旋桨材料选择案例，使学生更好地理解理论知识在实际工程中的应用。

教学安排：课程后段，安排1课时进行案例分析。

教学内容安排注重科学性和系统性，结合课程目标，按照教材章节组织教学，理论与实践相结合，旨在帮助学生全面掌握螺旋桨材料相关知识。

轮船螺旋桨叶片课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解轮船螺旋桨叶片的基本结构，掌握其工作原理；2. 学生能够描述轮船螺旋桨叶片的几何形状、叶片数量与推进效率之间的关系；3. 学生能够运用流体力学基本原理，解释轮船螺旋桨叶片设计中的相关概念。

技能目标：1. 学生能够运用图纸分析轮船螺旋桨叶片的设计要素，具备基本的识图能力；2. 学生通过小组合作，设计并绘制出符合一定推进要求的螺旋桨叶片草图；3. 学生能够运用数学计算和物理原理，对螺旋桨叶片的推进效果进行初步分析。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对船舶工程和流体力学领域的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 通过团队合作，培养学生沟通协作能力和集体荣誉感；3. 强化学生对科技与生活紧密联系的认识，提高其学以致用的实践意识。

课程性质：本课程属于科技领域，结合物理、数学和工程实践，注重培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。

学生特点：考虑到学生所在年级，课程内容将结合学生的认知水平，注重理论与实践相结合，提高学生的动手操作能力和逻辑思维能力。

教学要求：课程要求学生在掌握理论知识的基础上，能够将所学应用于实际问题，培养其创新思维和团队合作精神。

通过课程学习，使学生达到预定的学习成果，为后续相关课程的学习打下坚实基础。

二、教学内容1. 轮船螺旋桨叶片的基本结构：介绍螺旋桨的组成部分，包括桨毂、叶片、叶根等，结合教材相关章节，分析各部分的作用和联系。

2. 螺旋桨叶片的工作原理：讲解螺旋桨在水中推进的物理原理，如流体力学中的升力、阻力、扭矩等概念，结合教材内容，阐述叶片形状与推进效率的关系。

3. 螺旋桨叶片的设计要素：分析叶片的几何参数，如叶形、叶径、叶距等，以及这些参数对螺旋桨性能的影响，参考教材相关章节，进行实例讲解。

4. 螺旋桨叶片的推进效果分析：介绍数学和物理方法在螺旋桨叶片推进效果分析中的应用，如计算流体力学（CFD）模拟、实验数据分析等，结合教材内容，指导学生进行初步分析。

山东104总吨钢质拖网渔船1.已知船体主要参数船型：单桨，转动导流管平衡舵，尾机型钢质拖网渔船。

设计水线长：L wl=27.50m垂线间长：L pp=26.00m型宽：B=5.40m型深：D=2.50m平均吃水：T m=1.90m尾吃水: T a=2.40m方形系数：C b=0.502棱形系数：C p=0.592宽吃水比：B/T m=2.84排水量：Δ=137.35t浮心纵向坐标（LCB）：X b=-0.78m桨轴中心距基线：Z s=0.35m用艾亚法估算船体有效功率数据表：首先计算所需参数如下：L/Δ1/3 = 5.04 Δ0.64 = 23.346 X c=-3%速度 v（kn）9 10 11速长比V/L1/20.974 1.083 1.191 傅汝德数Vs/(gL)1/20.290 0.322 0.354 标准Co 查图7-3 295 243 205 标准Cbc,查表7-5 0.593 0.56 0.546 实际Cb（肥或瘦）（%）15.35，瘦10.36，瘦8.06，瘦Cb修正（%）11.21 7.174 5.104 Cb修正数量△133 17 10已修正Cb之△1328 260 215 B/T修正（%）=-10Cb（B/T-2）% -4.2168 -4.2168 -4.2168 B/T修正数量，△2[式7-23] -14 -11 -9已修正B/T之C2 314 249 206标准Xc，%L，船中前或后，查表7-5 1.838，船中后2.3275，船中后2.4955，船中后实际Xc，%L，船中前或后3，船中后3，船中后3，船中后相差%L，在标准者前或后 1.162，后0.6725，后0.5045，后Xc修正（%），查表7-7（b）0.22 0.5 0.96 Xc修正数量，△3[式(7-24)] -1 -1 -2已修正Xc之C3 313 248 204长度修正（%）=（Lwl-1.025Lbp）/Lwl*100%3.2 3.2 3.2长度修正数量，△4[式(7-25)] 10 8 7已修正长度C4 323 256 211 Vs3729 1000 1331 Pe=△0.64*Vs3/C4*0.735(KW) 39 68 1092.主机参数主机型号6160A-123 功率（KW）136转速（转/分）850齿轮箱型号2HC250 减速比 1.97:13.推进因子的确定(1)伴流分数ω本船为单桨钢质拖网渔船，故使用汉克歇尔公式估算：ω=0.77*Cp-0.28=0.77*0.592-0.28=0.176(2)推力减额分数t对于单螺旋桨渔船，也使用汉克歇尔公式估算：t=0.77*C P-0.30=0.77*0.592-0.30=0.156(3)相对旋转效率缺少资料，故近似地取为ηR =1.0(4)船身效率ηH =(1-t)/(1-ω)=(1-0.156)/(1-0.176)=1.02434．桨叶数Z的选取根据一般情况，单桨船多用四叶，加之教材中四叶图谱资料较为详尽、方便查找，故选用四叶。

螺旋桨设计说明书课程设计螺旋桨图谱设计计算说明书“XX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班级船舶班学号组员指导教师目录一、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13十五、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15一、前言本船阻力委托XX研究所进行船模拖曳试验，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船体主要参数水线长70.36m垂线间长68.40m型宽B15.80m型深H4.8m设计吃水d3.40m浆轴中心高1.30m排水量2510t本船的=3.292；=1.41；=4.329；=4.647三、主机主要参数型号：8230ZC二台额定功率：=1080kw(1469hp)额定转速：750r/min减速比：2.5传送效率：=0.95四、推进因子伴流分数；推力减额t=0.165船身效率；相对旋转效率五、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航速（节）1112131415d=3.4mEHP3.4（kw）457.1634.8890.01255.01766.11.15EPH3.4525.7730.01023.51443.22031.4六、可以达到最大航速的计算采用MAU4叶桨图谱进行计算。

第九章螺旋桨图谱设计§9-1 设计问题与设计方法螺旋桨设计是整个船舶设计中的一个重要组成部分。

在船舶线型初步设计完成后，通过有效马力的估算或船模阻力试验，得出该船的有效马力曲线。

在此基础上，要求我们设计一个效率最佳的螺旋桨，既能达到预定的航速，又要使消耗的主机马力小；或者当主机已选定，要求设计一个在给定主机条件下使船舶能达到最高航速的螺旋桨。

因此，螺旋桨的设计问题可分为两类。

一、螺旋桨的初步设计对于新设计的船舶，根据设计任务书对船速的要求设计出最合适的螺旋桨，然后由螺旋桨的转速及效率决定主机的转速及马力，并据此订购主机。

具体地讲就是：①已知船速V，有效马力PE，根据选定的螺旋桨直径D，确定螺旋桨的最佳转速n、效率η0、螺距比P/D和主机马力P s；②已知船速V，有效马力PE，根据给定的转速n，确定螺旋桨的最佳直径D、效率η0、螺距比P/D和主机马力Ps。

二、终结设计主机马力和转速决定后(最后选定的主机功率及转速往往与初步设计所决定者不同)，求所能达到的航速及螺旋桨的尺度。

具体地讲就是：已知主机马力Ps、转速n和有效马力曲线，确定所能达到的最高航速V，螺旋桨的直径D、螺距比P/D及效率η0。

新船采用现成的标准型号主机或旧船调换螺旋桨等均属此类问题。

在造船实践中，一般采用标准机型，所以在实际设计中，极大多数是这类设计问题。

目前设计船用螺旋桨的方法有两种，即图谱设计法及环流理论设计法。

图谱设计法就是根据螺旋桨模型敞水系列试验绘制成专用的各类图谱来进行设计。

用图谱方法设计螺旋桨不仅计算方便，易于为人们所掌握，而且如选用图谱适宜，其结果也较为满意，是目前应用较广的一种设计方法。

应用图谱设计螺旋桨虽然受到系列组型式的限制，但此类资料日益丰富，已能包括一般常用螺旋桨的类型。

环流理论设计方法是根据环流理论及各种桨叶切面的试验或理论数据进行螺旋桨设计。

用此种方法可以分别选择各半径处最适宜的螺距和切面形状，并能照顾到船后伴流不均匀的影响，因而对于螺旋桨的空泡和振动问题可进行比较正确的考虑。

重庆交通大学航海学院船舶原理设计课程设计说明书课题：船舶螺旋桨设计专业：船舶与海洋工程班级：10级四班学号：10960201学生姓名：王雪指导教师：赵腾日期：2013.6.20目录一、船体主要参数二、主机主要参数三、推进因子四、阻力计算五、可以达到最大航速的计算六、空泡校核七、强度校核八、螺距修正九、重量及惯性矩计算十、螺旋桨计算总结十一、心得体会十二、参考书十三、船体主要参数船用螺旋桨课程设计一、船体主要参数设计水线长 Lwl=70.36m垂线间长 Lpp=68.40m 型宽 B=15.80m型深 D=4.80m设计吃水 d=3.4m桨轴中心线 zp=1.30m排水量⊿=2510tB/D=3.292D/d=1.412Lpp/B=4.329B/d=4.647 二、主机主要参数型号 8230zc 二台额定功率 Ps=1080km（1469hp）额定转速 N=750r/min减速比 2.5传送效率M =0.95三.推进因子伴流分数ω=0.165；推力减额 t=0.165 船身效率ηH =1；相对旋转效率ηR =1四.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3.5m 时船的阻力试验结果。

五． 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15%，轴系效率 ηs =0.95 螺旋桨敞水收到马力：PD=1469*0.85*ηs *ηr =1186.2（hp ） 根据MAU-40、MAU-55、MAU-70的δP -B 图谱列表计算根据上表的计算结果可绘制Pte、δ、P/D及η0 对V的曲线从P TE –f (V )曲线与船体满载有效马力曲线之交点，可获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 、η0如下表所列。

六、空泡校核按柏利尔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9.13.12.3p t =-=-=Z d h m2v s a v 0/m kgf 12103.51749.1025,1330,10 p h γp p p =-⨯+=-+=- 计算温度 t = 15℃，p v = 174 kgf/m 2，P D = 1186.2hp ，ρ = 104.63 kgf 〃s 2/m 4据上述计算结果作图，可求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。

cad螺旋桨课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解螺旋桨的基本结构及其在CAD设计中的重要性。

2. 学生能掌握螺旋桨设计中涉及的几何参数和工程术语。

3. 学生能描述螺旋桨设计的基本流程和CAD软件的操作方法。

技能目标：1. 学生能够操作CAD软件，完成螺旋桨的三维模型构建。

2. 学生能够运用CAD工具对螺旋桨模型进行必要的工程分析和优化。

3. 学生能够通过CAD软件输出螺旋桨的设计图纸，并进行适当的标注。

情感态度价值观目标：1. 学生通过螺旋桨设计实践，培养对工程设计和航空领域的兴趣。

2. 学生在学习过程中，发展解决问题的能力和团队协作精神。

3. 学生能够认识到科技在航空领域的重要性，增强创新意识和责任感。

课程性质分析：本课程为高年级工程技术课程，旨在通过具体的螺旋桨设计案例，将理论与实践相结合，提高学生的技术应用能力和工程设计思维。

学生特点分析：高年级学生对工程概念有了一定的理解，具备基础CAD操作能力，需要通过更复杂的工程项目来提高综合应用能力和创新设计思维。

教学要求：课程应侧重于实践操作和工程思维的培养，确保学生在理解理论知识的基础上，能够通过CAD软件完成实际的设计任务，并在过程中形成积极的情感态度和正确的价值观。

通过具体学习成果的分解，教师可进行有针对性的教学设计和效果评估。

二、教学内容1. 螺旋桨基本知识回顾：包括螺旋桨的结构、功能、分类及主要参数。

- 教材章节：第二章 航空动力装置与螺旋桨2. CAD软件操作基础：复习CAD软件的基本操作，如视图控制、基本绘图和编辑命令。

- 教材章节：第一章 CAD软件基础操作3. 螺旋桨设计流程：介绍螺旋桨设计的基本步骤，包括需求分析、参数计算、模型构建和优化。

- 教材章节：第三章 螺旋桨设计与分析4. CAD螺旋桨模型构建：详细讲解如何使用CAD软件进行螺旋桨的三维模型构建。

- 教材章节：第四章 CAD三维建模5. 螺旋桨工程分析：应用CAD软件进行螺旋桨的结构分析和性能评估。

螺旋桨的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解螺旋桨的基本概念、分类和作用；2. 学生掌握螺旋桨的构造、工作原理及其与飞行器性能的关系；3. 学生了解螺旋桨在航空领域的应用和发展。

技能目标：1. 学生能够分析螺旋桨的优缺点，并针对不同飞行器选择合适的螺旋桨；2. 学生能够运用所学知识，设计简单的螺旋桨模型；3. 学生通过实际操作，提高动手能力，培养解决问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对航空领域的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生团队合作意识，提高沟通协调能力；3. 增强学生的创新意识，鼓励勇于尝试、积极探索。

课程性质：本课程为航空知识科普课程，旨在让学生了解螺旋桨的基本知识，培养学生的航空兴趣和动手能力。

学生特点：五年级学生具备一定的学习能力和动手能力，对新鲜事物充满好奇，喜欢实践操作。

教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生的参与和互动，通过实际操作和小组讨论，提高学生的综合能力。

将课程目标分解为具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 螺旋桨的基本概念：介绍螺旋桨的定义、作用及其在飞行器中的重要性；- 教材章节：第二章“飞行器的基本构造”，第三节“推进装置”。

2. 螺旋桨的分类与构造：讲解不同类型的螺旋桨及其构造特点；- 教材章节：第二章“飞行器的基本构造”，第三节“推进装置”。

3. 螺旋桨的工作原理：阐述螺旋桨的工作原理及其对飞行器性能的影响；- 教材章节：第二章“飞行器的基本构造”，第三节“推进装置”。

4. 螺旋桨的选择与应用：分析不同飞行器对螺旋桨的需求，以及如何选择合适的螺旋桨；- 教材章节：第三章“飞行器的设计与制作”，第一节“飞行器设计的基本原则”。

5. 螺旋桨模型设计与制作：引导学生运用所学知识，设计并制作简单的螺旋桨模型；- 教材章节：第三章“飞行器的设计与制作”，第二节“模型制作的基本方法”。

6. 螺旋桨在航空领域的应用与发展：介绍螺旋桨在航空领域的发展历程及其未来发展趋势；- 教材章节：第四章“航空领域的发展”，第二节“飞行器推进技术的发展”。

山东104总吨钢质拖网渔船1.已知船体主要参数船型：单桨，转动导流管平衡舵，尾机型钢质拖网渔船。

设计水线长：L wl=27.50m垂线间长：L pp=26.00m型宽：B=5.40m型深：D=2.50m平均吃水：T m=1.90m尾吃水: T a=2.40m方形系数：C b=0.502棱形系数：C p=0.592宽吃水比：B/T m=2.84排水量：Δ=137.35t浮心纵向坐标（LCB）：X b=-0.78m桨轴中心距基线：Z s=0.35m用艾亚法估算船体有效功率数据表：首先计算所需参数如下：L/Δ1/3 = 5.04 Δ0.64 = 23.346 X c=-3%速度 v（kn）9 10 11速长比V/L1/20.974 1.083 1.191 傅汝德数Vs/(gL)1/20.290 0.322 0.354 标准Co 查图7-3 295 243 205 标准Cbc,查表7-5 0.593 0.56 0.546 实际Cb（肥或瘦）（%）15.35，瘦10.36，瘦8.06，瘦Cb修正（%）11.21 7.174 5.104 Cb修正数量△133 17 10已修正Cb之△1328 260 215 B/T修正（%）=-10Cb（B/T-2）% -4.2168 -4.2168 -4.2168 B/T修正数量，△2[式7-23] -14 -11 -9已修正B/T之C2 314 249 206标准Xc，%L，船中前或后，查表7-5 1.838，船中后2.3275，船中后2.4955，船中后实际Xc，%L，船中前或后3，船中后3，船中后3，船中后相差%L，在标准者前或后 1.162，后0.6725，后0.5045，后Xc修正（%），查表7-7（b）0.22 0.5 0.96 Xc修正数量，△3[式(7-24)] -1 -1 -2已修正Xc之C3 313 248 204长度修正（%）=（Lwl-1.025Lbp）/Lwl*100%3.2 3.2 3.2长度修正数量，△4[式(7-25)] 10 8 7已修正长度C4 323 256 211 Vs3729 1000 1331 Pe=△0.64*Vs3/C4*0.735(KW) 39 68 1092.主机参数主机型号6160A-123 功率（KW）136转速（转/分）850齿轮箱型号2HC250 减速比 1.97:13.推进因子的确定(1)伴流分数ω本船为单桨钢质拖网渔船，故使用汉克歇尔公式估算：ω=0.77*Cp-0.28=0.77*0.592-0.28=0.176(2)推力减额分数t对于单螺旋桨渔船，也使用汉克歇尔公式估算：t=0.77*C P-0.30=0.77*0.592-0.30=0.156(3)相对旋转效率缺少资料，故近似地取为ηR =1.0(4)船身效率ηH =(1-t)/(1-ω)=(1-0.156)/(1-0.176)=1.02434．桨叶数Z的选取根据一般情况，单桨船多用四叶，加之教材中四叶图谱资料较为详尽、方便查找，故选用四叶。

螺旋桨设计船用螺旋桨是造船行业必备的推进部件，它的设计与加工精度，将直接影响船的推进速度。

曾有报道在八十年代日本几家公司就因为向前苏联出售加工高精度潜水艇用螺旋桨的数控机床而受到美国及巴统的严厉制裁。

可见，螺旋桨的设计与加工对造船来说是很重要的。

九七年初，南方某工厂拿一套螺旋桨的图纸要求帮助将螺旋桨叶面加工出来，也以此来考核我公司数控机床的性能水平。

我们接到该任务后即著手开始研究。

由于我们过去对螺旋桨的生成原理一无所知。

因此，首先要对它的曲面生成原理进行研究，然后再利用Pro/ENGINEER 软件曲面造型功能进行造型，并生成加工程序。

通过我公司自选设计生产的数控仿型龙门铣床上试切蜡模，曲面完全符合设计要求，并很容易根据功率的变化形成系列化。

c螺旋桨面的基本概念螺旋桨的形状和主要部分名称由船尾后面向前看时，所见到螺旋桨桨叶的面称叶面或压力面，另一面称为叶背或吸力面，桨叶与桨毂连接处称叶根，其外羰称叶梢。

螺旋桨正车旋转时，桨叶前边即先与水相遇的一边称导边，其后边即另一边称随边。

如图1-1所示。

图1-1螺旋桨外形名称图螺旋桨的几何形状图1-2（a）螺旋桨的叶面是螺旋面的一部分，如图1-2（a）所示，故任何与螺旋桨共轴的园柱与叶面的交线为螺旋线的一段。

见图1-2（a）中的B0C0。

若将B0C0引长并环线轴线一周，则其两端轴向距离等于比螺旋线的螺距H。

若螺旋桨的叶面为等螺距螺旋面的一部份，则H称为螺旋桨的面螺距几何螺距。

螺距离H与直径D之比H/D称为螺距比。

将圆柱面展成平面后即得到螺距离三角形。

如图1-2（b）所示。

设上述圆柱面的半径为r，则展开后螺距三角形的底边长为2πr，垂边就是螺旋线螺距H，斜边与底边之间的夹角θ即为螺距离r处的螺距角，并有如下关系：tgθ=H/2πr。

螺旋桨某半径r处螺距角的大小反映了桨叶叶面在该处的倾斜程度。

不同半径处的螺距角是不等的。

半径愈小，则θ角愈大，反映在螺旋桨上则是越靠近旋转中心，叶面倾斜越大。