摘 要

本文论述的螺旋桨设计方案摒弃传统单一的设计方法，而是创新性的结合图谱的基础应用为计算机在螺旋桨设计上提供一套完整的修正方法，旨在使得螺旋桨的建模设计更具有实用性和精准性，同时对于螺旋桨在工业数控加工方面也是非常有必要的。因此进行该课题研究具有重要的理论意义和实际工程应用价值。主要研究内容和结论如下：

（1）从螺旋桨的原理出发，对螺旋桨的组成和结构参数做详细说明，对比国内外螺旋桨加工设计的基础，分析国内在螺旋桨设计上存在的不足。

（2）通过螺旋面的建立分析螺旋桨的桨叶表面的曲面型式，对曲面的形成的差异作论述，阐述螺旋桨各部分结构的差异对其效率和性能的影响。

（3）分析当下两种设计螺旋桨的设计方法，对比两种设计方法的区别及各自的优势，并根据文章研究主题对AU 型及B-δ型图谱设计法进行讲解。

（4）针对船舶的特点和要求，根据实践经验，选用合适的图谱。确立螺旋桨的基本参数后，通过投影原理，将二维切面型值点转化为三维坐标点，导入solidworks中形成空间曲线，对曲线填充以建立螺旋桨的三维模型，并对建立的模型进行优化。

关键词：螺旋桨参数；初步设计；终结设计；投影原理；螺旋桨建模

Abstract

The propeller design scheme discussed in this paper abandons the traditional single design method, but the basic application of the innovative combination map provides a complete correction method for the propeller design in the propeller design, which makes the propeller design more practical and Precision, while the propeller in the industrial numerical control processing is also very necessary. Therefore, the research of this topic has important theoretical significance and practical engineering application value. The main contents and conclusions are as follows：

(1) From the propeller principle, the propeller composition and structural parameters to do a detailed description of the domestic and foreign propeller processing design basis, analysis of the domestic propeller design on the shortcomings.

(2) The shape of the surface of the blade of the propeller is analyzed by the establishment of the spiral surface. The differences in the formation of the surface are described, and the influence of the different structure of the propeller on its efficiency and performance is described.

(3) Analyze the design method of the two design propellers, compare the difference between the two design methods and their respective advantages, and explain the AU-type and B-δ pattern design method according to the research topic.

(4) For the characteristics and requirements of the ship, according to practical experience, choose the appropriate map. After the basic parameters of the propeller are established, the two-dimensional tangent point is transformed into a three-dimensional coordinate point by the projection principle, the spatial curve is introduced into SolidWorks, the curve is filled to establish the three-dimensional model of the propeller, and the model is optimized.

Key Words: Propeller Parameters；Preliminary Design；Final Design；Projection Principle；Propeller Modeling

目 录

第一章 绪论 1

1.1研究目的及意义 1

1.2国内外研究现状 2

1.2.1国外研究现状 2

1.2.2国内研究现状 2

1.3研究内容及技术路线 3

1.3.1研究内容 3

1.3.2技术路线 4

1.4本章小结 4

第二章 船用螺旋桨的原理及构造 5

2.1螺旋桨的作用及工作原理 5

2.2螺旋桨的结构组成及结构要素 5

2.2.1结构组成 5

2.2.2螺旋桨结构选配要素及影响效率因素 8

2.3本章小结 9

第三章 基于图谱的螺旋桨参数设计 10

3.1螺旋桨设计方法的介绍及对比 10

3.1.1基于图谱法的设计流程 11

3.1.2目前存在的设计方案 11

3.2选择合适的图谱： 12

3.2.1 AU型及B-δ型螺旋桨设计图谱及其应用 12

3.2.2 AU 型及B-δ型图谱的区别 12

3.3螺旋桨的终结设计 13

3.4本章小结 14

第四章 螺旋桨模型的建立 16

4.1确定投影公式 16

4.1.1投影原理的分析 17

4.1.2推导投影公式并检验 17

4.2选取面型值进行坐标的转换 18

4.3本章小结 20

第五章 螺旋桨三维模型建立及模型优化 21

5.1型值点转换格式 21

5.2 建立模型 22

5.2.1导入型值点生成曲线 22

5.2.2桨叶叶梢优化及桨毂的生成 23

5.3本章小结 24

第六章 结论与展望 25

6.1结论 25

6.2 展望 25

参考文献 26

致 谢 29

第一章 绪论

1.1研究目的及意义

由于船舶在航行时必然会受到两个方面的阻力，一个来自风的阻力一个是来自水体的阻力，为了让船舶以固定的速度行驶，就要给予船舶足够大的推力，使船舶能够克服这两种阻力。所以船舶的航行需要能量的消耗来产生这种推力，能量来源于原动力（即人力、自然力、机械力等），原动力通过转化成为船舶的推动力，这个转化作用的机构就称之为船舶推进器。螺旋桨作为推进器的一种形式，其特有的特征（如安装维修便利、性能良好、较高的效率等）决定了它在目前船舶上的普遍使用。

船舶螺旋桨的原理是作用力与反作用的表现，螺旋桨在水体中的旋转造成其周围水体的动量增加，产生反作用力作用在螺旋桨的表面，通过桨轴转化为船舶的推力。从另一个角度来解释螺旋桨的工作原理为：螺旋桨表面的构成与机翼的翼面构成是同样的，只不过相对于机翼，螺旋桨多了旋转运动，而正是因为螺旋桨的旋转使得在其表面产生的升力可以分解为推动船舶前进的推力，才使得螺旋桨的旋转有了意义。