舵系强度计算书JTAR43-231-01JS共 4 页第 1 页一、概述：本船系适航于遮蔽航区的玻璃钢游艇，属B型游艇，主要用于短途水上浏览观光等采用柴油机动力驱动的轴系螺旋桨装置推进，尾机型、双机双桨双舵推进本船采用悬挂式平衡、单板舵，其舵设备按CCS《国内航行海船建造规范》（2006）第三章的有关要求进行计算二、 主尺度： 总 长： Loa=13.350m ， 水 线 长： L=11.40m型 宽： B =4.020m ， 型 深：D=2.770m，设计 吃水： d=0.915m， 航 区：遮蔽航区，设计 航速： 52.5 km/h ， 最大舵角： θmax=±35°，舵叶 类型：双支点平板舵， 舵叶面积：A=0.16m,舵杆 材料：316不锈钢， 抗拉 强度：，舵面积系数：；展弦比：， 平衡系数：e=三、 舵叶外形及安装尺寸：舵系强度计算书JTAR43-231-01JS共 4 页第 2 页四、 舵力与扭矩：1、 舵力：按规范3.1.2.1， 舵力F应按下式计算： N; 式中：A---舵面积，0.16 m， ---航速，本船V=52.5 Km/h = 28 Kn，则： 正车时V正=28 Kn ； 倒车时V倒 =0.5V正 =14 Kn； ---系数，=1.248 ； ---系数，正车时正 =1.1，倒车时倒 =0.8 ； ---系数，1.0 ； 带入上式，则得： 正车时：F正 = 22730.9 N ； 倒车时：F倒 = 5682.7 N ；2、 舵杆扭矩：按规范3.1.3.1，正车和倒车时，舵杆扭矩均按下式计算： T=FR Nm ；式中：R—臂矩，R=c m , C—舵叶平均宽度， C=0.28 m 正车时正=0.33， 倒车时倒 =0.66， -- 平衡系数， = e =0.25； 则：R正 =0.08c=0.0224m ,取R正 =0.1c =0.028m ， R倒 =0.41c =0.115m，带入上式，则得： 正车时：T正 =509.17 Nm ；倒车时：T倒 =653.5 Nm ；3、 舵机选择：考虑到风浪阻力及各舵承处的摩擦力矩，故按1.5倍的舵杆扭矩选取舵机，即舵机的最小扭矩：T=1.5 x T正 = 1.5 x 509.17 =763.76 N.m = 77.85 Kg.m 本船选用 Kg.m的自动液压舵机。
五、 舵及舵设备计算： 1、 舵杆---舵叶系统受力计算：按3.1.4.4，计算模型按悬挂舵模式计算1.1、下舵承处舵杆弯矩：=39665.4 Nm；式中：=0.251 m ， =0.196 m ， 取F = F正 =22730.9 N舵系强度计算书JTAR43-231-01JS共 4 页第 3 页 =0.576 m ， =0.545 m ， =0.384 m ; 1.2、舵叶弯矩： Fh=9456.05 Nm ； 式中：=A=0.16 m ， h=0.416 m ; 到F=F正 =22730.9 N； 1.3、舵叶剪力： F=F正 = 22730.9 N ; 1.4、上舵承支持力： =103294.3N ; 1.5、下舵承支持力： P=F+ =9321.65 N ；1、 舵杆直径核算：2.1、舵柄处舵杆直径： 按3.1.5.5，舵柄处传递舵扭矩的舵杆直径Dt应不小于按下式计算所得之值： Dt=4.2 = 18.38 mm ； 式中： T=T正 =136.35 Nm; =(450/235) =1.628 ； 实取Dc=63.5 mm 。
2、 舵叶板厚度：按3.1.14.2规定，舵叶板t厚度就不小于按下式计算所得之值： T=1.5sVd+2.5 mm；式中：s=0.602 m ，Vd=V正 =12.96 Kn ;则：t=1.5 x 0.602 x 12.96 + 2.5 = 14.20 (mm) ; 实取：t= 16 mm ,不设加强筋，满足要求3、 舵杆轴承的核算：本船舵杆的下舵承为滑动轴承（铜套），上舵承为滚动轴承（向心推力滚柱轴承）按3.1.13.1，轴承应具有足够的润滑，其支承面积Ab（支承面的长度乘以直径）应不小于按下式计算所得之值： mm式中： P—为轴承的支承力，对下舵承P=9321.65 N , 【P】---舵承材料的许用表面压力，按表查得P=7 N/mm ，则：Ab= (mm)舵系强度计算书JTAR43-231-01JS共 4 页第 4 页本船实取下舵承支承面D x h = 63 x 90 = 5670 (mm) > 1331.66 mm 六、 舵机及操舵系统：本船舵机及操舵系统采用法国进口的LS185P型成套配供的船用手动液压舵机1套，配备全套的推舵油缸、舵柄、管路阀件和操纵手轮等。
舵柄处设有限位器，使转舵角度限制在±35°之间其公称扭矩为：185kg.m，大于计算要求的操舵扭矩（20.87kg.m）;满足各项要求。