船用螺旋槳的幾何特征

船用螺旋槳的幾何特征螺旋槳的面螺距螺旋槳槳葉的葉面是螺旋面的一部分，故任何與螺旋槳共軸的圓柱面與葉面的交線為螺旋線的一段，BOCO段。若將螺旋線段B0C0引長(zhǎng)環(huán)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。設(shè)上述圓柱面的半徑為r則展開后螺距三角形的底邊長(zhǎng)為2nr,節(jié)線與底線之間的夾角e為半徑r處的螺距角，并可據(jù)下式來(lái)確定：tg0=P/2nr螺旋槳某半徑r處螺距角6的大小，表示槳葉葉面在該處的傾斜程度。不同半徑處的螺距角是不等的，r愈小則螺距角e愈大。若螺旋槳葉面各半徑處的面螺距不等，則稱為變螺距螺旋槳。對(duì)此類螺旋槳常取半徑為0.7R或0.75R（R為螺旋槳梢半徑）處的面螺距代表螺旋槳的螺距，為注明其計(jì)量方法，在簡(jiǎn)寫時(shí)可記作P0.7R或P0.75R。槳葉切面與螺旋槳共軸的圓柱面和槳葉相截所得的截面稱為槳葉的切面，簡(jiǎn)稱葉切面或葉剖面。將圓柱面展為平面后則得葉切面形狀，其形狀與機(jī)翼切面相仿。所以表征機(jī)翼切面幾何特性的方法，可以用于槳葉切面。槳葉切面的形狀通常為圓背式切面（弓形切面）或機(jī)翼形切面，特殊的也有梭形切面和月牙形切面。一般說(shuō)來(lái)，機(jī)翼形切面的葉型效率較高，但空泡性能較差，弓形切面則相反。普通之弓形切面展開后葉面為一直線，葉背為一曲線，中部最厚兩端頗尖。機(jī)翼形切面在展開后無(wú)一定形狀，葉面大致為一直線或曲線，葉背為曲線，導(dǎo)邊鈍而隨邊較尖，其最大厚度則近于導(dǎo)邊，約在離導(dǎo)邊25%?40%弦長(zhǎng)處。切面的弦長(zhǎng)一般有內(nèi)弦和外弦之分。連接切面導(dǎo)邊與隨邊的直線AB稱內(nèi)弦，線段BC稱為外弦。對(duì)于系列圖譜螺旋槳來(lái)說(shuō),通常稱外弦為弦線，而對(duì)于理論設(shè)計(jì)的螺旋槳來(lái)說(shuō)，則常以內(nèi)弦（鼻尾線）為弦線，弦長(zhǎng)及螺距也根據(jù)所取弦線來(lái)定義。弦長(zhǎng)b為系列螺旋槳之表示方法。切面厚度以垂直于所取弦線方向與切面上、下面交點(diǎn)間的距離來(lái)表示。其最大厚度t稱為葉厚，t與切面弦長(zhǎng)b之比稱為切面的相對(duì)厚度或葉厚比0=t/b。切面的中線或平均線稱為拱線或中線，拱線到內(nèi)弦線的最大垂直距離稱為切面的拱度，以fM表示。fM與弦長(zhǎng)b之比稱切面的拱度比f(wàn)=fM/b。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(cè)視圖來(lái)表示。從船后向船首所看到的為螺旋槳的正視圖，從船側(cè)看過(guò)去所看到的為側(cè)視圖。為了正確表達(dá)正視圖和側(cè)視圖之間的關(guān)系，取葉面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。若螺旋槳葉面是正螺旋面，則在側(cè)視圖上參考線OU與軸線垂直。若為斜螺旋面，則參考線與軸線的垂線成某一夾角：，稱為縱斜角。參考線線段OU在軸線上的投影長(zhǎng)度稱為縱斜，用zR表示?？v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，以減小螺旋槳誘導(dǎo)的船體振動(dòng)，但縱斜不宜過(guò)大（一般￡<15°），否則螺旋槳在操作時(shí)因離心力而增加葉根處的彎曲應(yīng)力，對(duì)槳葉強(qiáng)度不利。槳葉在垂直于槳軸的平面上的投影稱為正投影，其外形輪廓稱為投射輪廓。螺旋槳所有槳葉投射輪廓包含面積之總和稱為螺旋槳投射面積，以AP表示。投射面積AP與盤面積A0之比稱為投射面比，即投射面bL=AP/A0o投射輪廓對(duì)稱于參考線的稱為對(duì)稱葉形。若其外形與參考線不相對(duì)稱，則為不對(duì)稱葉形。不對(duì)稱槳葉的葉梢與參考線間的距離xs稱為側(cè)斜，相應(yīng)之角度6s為側(cè)斜角。槳葉的側(cè)斜方向一般與螺旋槳的轉(zhuǎn)向相反，合理選擇槳葉的側(cè)斜可明顯減緩螺旋槳誘導(dǎo)的船體振動(dòng)。槳葉在平行于包含軸線和輻射參考線的平面上的投影稱為側(cè)投影。圖上除畫出槳葉外形輪廓及參考線OU的位置外，還需作出最大厚度線。最大厚度線與參考線OU之間的軸向距離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(zhǎng)線在軸線上交點(diǎn)的距離t0與直徑D之比值tO/D稱為葉厚分?jǐn)?shù)。工藝上往往將葉梢處的槳葉厚度做薄呈圓弧狀，為了求得葉梢厚度，需將槳葉最大厚度線延長(zhǎng)至梢徑。螺旋槳槳轂的形狀一般為圓錐體，在側(cè)投影上可以看到其各處的直徑并不相等。通常所說(shuō)的槳轂直徑（簡(jiǎn)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(lái)表示。轂徑d與螺旋槳直徑D的比值d/D稱為轂徑比。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(zhǎng)置于相應(yīng)半徑的水平線上，并光順聯(lián)接端點(diǎn)所得之輪廓稱為伸張輪廓。螺旋槳各葉伸張輪廓所包含的面積之總和稱為伸張面積，以AE表示。伸張面積AE與盤面積A0之比稱為伸張面比，即伸張面比=AE/A0o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之總和稱為展開面積，以AD表示。展開面積AD與盤面積A0之比稱為展開面比，即展開面比=AD/AO。螺旋槳槳葉的展開面積和伸張面積極為接近，故均可稱為葉面積，而伸張面比和展開面比均可稱為盤面比或葉面比。盤面比的大小實(shí)質(zhì)上表示槳葉的寬窄程度，在相同的葉數(shù)下，盤面比愈大，槳葉愈寬。此外，還