,*,第一章绪论第二章螺旋桨的几何特征,一、主要内容,1、本课题的主要研究内容；,2、有效马力、机器马力、收到马力和传送效率、推进效率和推进系数的概念；,3、螺旋桨的外形和名称及几何特征的有关专业术语。,二、重点内容,1、有效马力、机器马力、收到马力和传送效率、推进效率和推进系数的概念；,2、桨叶数、桨的直径、螺距比和盘面比等概念。,三、教学方法,多媒体授课、结合螺旋桨模型组织教学,四、思考题,1、什么是有效马力、机器马力、收到马力和传送效率、推进效率和推进系数？,2、表征螺旋桨几何特征的主要参数有哪些？,三、下讲主要内容,理想推进器理论。,第一章绪论,一、本课题的研究对象和内容,1、船舶快速性,船舶在给定主机马力（功率）情况下，在一定装载时于水中航行的,快慢,问题。,2、推进器,将能源（发动机）发出的功率转换为推船前进的功率的专门装置或机构。常见的推进器为螺旋桨。,3、主要内容,1）推进器在水中运动时产生推力的基本原理及其性能好坏；,2）螺旋桨的图谱设计方法。,二、马力及效率,1、有效马力P,E,1）公制有效马力（本教材常用）,2）英制有效马力,式中，Te为有效推力（kgf），R为阻力（kgf），v为船速（m/s）,思考：在船舶专业中常用的速度单位还有哪些？,2、主机马力和传送效率,推进船舶所需要的功率由主机供给，主机发出的马力称为,主机马力,，以,P,S,表示。,主机马力经减速装置、推力轴承及主轴等传送至推进器，在主轴尾端与推进器联接处所量得的马力称为推进器的收到马力，以,P,D,表示。,传送效率,s,P,D,/,P,S,，它反映了推力轴承、轴承地、尾轴填料函及减速装置等的摩擦损耗。,2、推进效率和推进系数,推进效率,D,P,E,/,P,D,，它反映了推进器在操作时有一定的能量损耗，及船身与推进器间的相互影响的能量损耗。推进效率也称为,似是推进系数,或,准推进系数,QPC。,推进系数PC,P,E,/,P,S,，它反映了用某种机器及推进器以推进船舶的全面性能。推进系数越高，船舶的推进性能越好。,第二章螺旋桨的几何特征,一、螺旋桨的外形和名称,螺旋桨俗称,车叶,，通常装于船的尾部，根据船尾桨数目（Z,P,）的多少，船分别称为单桨船、双桨船等。,螺旋桨通常由,桨叶,和,桨毂,构成。,螺旋桨与尾轴联接部分为,桨毂,，它一般为锥形体。为减小水阻力，在桨毂后端加一整流罩（,毂帽,），与桨毂形成一光顺流线体。,桨叶,固定在桨毂上，螺旋桨一般有26片桨叶，,桨叶数,（Z）越多，桨的振动越小。,当船舶前进时，桨叶推水的那一面（即由船尾向前看时所见到的一面）称为,叶面,；相反的另一面称为,叶背,。,与桨毂连接的桨叶下端称为,叶根,，此处的桨叶剖面最厚；桨叶的最外端称为,叶梢,，此处的桨叶剖面最薄。,螺旋桨正车旋转时，桨叶先与水接触的一边称,导边,，另一边称,随边,。,螺旋桨旋转时，叶梢的圆形轨迹称,梢圆,。梢圆的直径为螺旋桨的,直径D,，叶梢至桨毂中线的距离称,螺旋桨半径R,。梢圆的面积称为螺旋桨的,盘面积A,0,。,螺旋桨正车旋转时，由船尾向前观察，若转向为顺时针时称,右旋,，反之为,左旋,。,双桨船正车旋转时，两螺旋桨的上部向船的中线方向旋转时称,内旋,，反之为,外旋,。,二、螺旋面和螺旋线,螺旋桨桨叶的,叶面,是螺旋面的一部分。,设线段ab与轴线oo,1,成固定角度，并使ab以等角速度绕轴oo,1,旋转的同时以等线速度沿oo,1,向上移动，则ab线在空间所描绘的曲面为,等螺距螺旋面,。线段ab称为,母线,，母线绕行一周在轴向前进的距离称为,螺距（P）,。,a：母线为直线且垂直于轴线，,正螺旋面,；,b：母线为直线但不垂直于轴线，,斜螺旋面,；,c、d：母线为曲线，,扭曲螺旋面,。,母线上任一固定点的运动轨迹为一,螺旋线,，任一共轴圆柱面与螺旋面相交的交线也为,螺旋线,。,节线,、,螺距三角形,、,螺距角,如下图所示。,三、螺旋桨的几何特征,一）螺旋桨的面螺距,螺旋桨桨叶的叶面是螺旋面的一部分。若将螺旋线段B,0,C,0,引长绕轴线一周，则其两端之轴向距离等于此螺旋线的螺距P。若螺旋桨的叶面为等螺距螺旋面之一部分，则P即称为螺旋桨的,面螺距,。面螺距P与直径D之比,P/D称为螺距比,。将圆柱面展成平面后即得,螺距三角形,。,半径r处的螺距角,，,半径r处的螺距角,的大小，表示桨叶叶面在该处的,倾斜程度,。,等螺距螺旋桨的螺距三角形见右上图所示。,变螺距螺旋桨（各半径处的面螺距不等的螺旋桨）的螺距三角形见右下图所示。对此类螺旋桨常取0.7R或0.75R（R为螺旋桨半径）处面螺旋距代表螺旋桨的螺距，为注明其计量方法，在简写时可记作,P,0.7R,或,P,0.75R,。,二）桨叶切面,与螺旋桨共轴的圆柱面与桨叶相截所得的截面称为,桨叶切面,，简称,叶切面,或,叶剖面,。展为平面后则得叶切面形状，通常有如下几种：圆背式切面（,弓形,切面）、,机翼形,切面、,梭形,切面和,月牙形,切面。其中弓形和机翼形较为常见。,切面的弦长一般有,内弦,和,外弦,之分。连接切面导边与随边的直线AB称为,内弦,，图中线段BC称为,外弦,。,对于系列图谱螺旋桨来说，通常称外弦为弦线，而对于理论设计的螺旋桨来说，则常以内弦为弦线。,弦长的定义应与弦长相对应。,切面的厚度以垂直于所取弦线方向与切面上、下面交点间的距离来表示。其最大厚度t称为,叶厚,，t与切面弦长b之比称为切面的,相对厚度,或,叶厚比,=t/b,。切面的中线或平均线称为,拱线,或,中线,，拱线到内弦线的最大垂直距离称为切面的,拱度,，以f,M,表示。f,M,与弦长b之比称切面的,拱度比,f=f,M,b。,三）桨叶的外形轮廓和叶面积,桨叶的外形轮廓可以用螺旋桨的,正视图,和,侧视图,来表示。从船后向船首所看到的为螺旋桨的正视图，从船侧看过去过去所看到的为侧视图。,桨叶中间的一根母线作为作图的参考线，称为,桨叶参考线,或,叶面参考线,或,辐射参考线,，即图中的直线OU。,若叶面是正螺旋面，则在侧视图上参考线与轴线垂直；若为斜螺旋面，则参考线与轴线成夹角,（,纵斜角,）。参考线OU在轴线上的投影长度称为z,R,（,纵斜,）。,纵斜螺旋桨一般都是,向后,倾斜的，其目的在于增大桨叶与尾框架或船体间的间隙，以减少螺旋次诱导的,船体振动,，但纵斜不宜过大，否则螺旋桨在操作时因离心力而增加叶根处的弯曲应力，对桨叶的,强度,不利。,侧投影图上应作出,最大厚度线,，最大厚度线与参考线OU间的轴向距离t表示该半径处叶切面的最大厚度。它仅表示不同半径处切面最大厚度沿径向的分布情况，并不表示最大厚度沿切面弦向的位置。,与桨毂相连处的切面最大厚度称,叶根厚度,（除去两边填角料）。,辐射参考线与最大厚度线的延长线在轴线上的交点的距离t,0,称为,假想厚度,，它与直径D的比值t,0,D称为,叶厚分数,。,桨毂直径（简称,毂径,）是指辐射参考线与桨毂表面相交处（略去叶根处的填角料）至轴线距离的两倍，并以d来表示，毂径d与螺旋桨直径D的比值dD称为,毂径比,。,桨叶在垂直于桨轴平面上的投影称为,正投影,，其外形轮廓称为,投射轮廓,。螺旋桨所有桨叶投影轮廓包含面积的总和称为螺旋桨,投射面积,，以,A,P,表示。,投射面（积）比 A,P,/A,0,投影轮廓对称于参考线的称为,对称叶形,，若其外形与参考线不对称，则为,不对称叶形,。不对称桨叶的叶梢与参考线的距离X,S,称为,侧斜,，相应之角度,S,为,侧斜角,。桨叶的侧斜方向一般与螺旋桨的转向,相反,，合理地选择桨叶的侧斜可明显减缓螺旋桨诱导的船体振动。,将各半径处共轴圆柱面与桨叶相截的各切面展成平面后，以其弦长置于相应半径的水平线上，并光顺连接端点所得的轮廓称为,伸张轮廓,。螺旋桨各叶伸张轮廓所包含的面积的总和称为,伸张面积,，以,A,E,表示。,伸张面（积）比 A,E,/A,0,将桨叶叶面近似展放在平面上所得的轮廓称为,展开轮廓,。各桨叶展开轮廓所包含面积总和称为,展开面积,，以,A,D,表示。,展开面（积）比A,D,/A,0,。,螺旋桨桨叶的展开面积和伸张面积极为接近，故均可称为叶面积，而伸张面积比和展开面积比均可称为,叶面比,或,盘面比,。盘面比的大小实质上表示桨叶的,宽窄程度,，在相同的叶数下，盘面比愈大，桨叶愈宽。,思考和总结,对于某特定的型式的螺旋桨，一般以哪些主要几何要素来表征？,答：叶数、直径、螺距比和盘面比。,