UG的螺旋桨的曲面造型三文建模+文献综述+任务书 第5页
盘面比表示桨叶面积在以D为直径的圆面积里的充实程度。若螺旋桨的直径、螺距、转速和叶数均相等，则推力和转矩均随盘面比的增加而增大。盘面比太大时，制造比较困难。盘面比太小时，因强度需要，势必增加桨叶厚度，这时桨叶单位面积发出的推力较大，容易发生空泡，且会增加涡旋阻力，致使效率反而降低。因此在设计螺旋桨时，一般均选择不发生空泡的最小盘面比[1]。
2.4.5螺旋桨的桨叶切面及厚度
与螺旋桨共轴的圆柱面和桨相截所得的截面称为桨叶的切面，简称叶切面或叶剖面，如图2-8所示。将圆柱面展为平面后则得如图2-9所示的叶切面形状。
图2-8桨叶切面 图2-9桨叶切面展开图
叶切面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。最大厚度线与参考线OU之间的轴向距离t表示该半径处叶切面的最大厚度t与切面弦长b之比称为切面的相对厚度或叶厚比 。
桨叶的厚度主要是为了保证强度，而桨叶强度是保证船舶航行安全的极其重要因素之一。沿桨叶径向某一切面的最大厚度等于0.2R 和1.OR 处的切面最大厚度之差乘以系数再加上叶梢最大厚度，即
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其中 ， 是某半径处切面最大厚度； 是叶梢切面最大厚度； 是 半径为0.2R处的切面最大厚度； 是厚度系数。螺旋桨厚度的计算主要根据桨叶径向受力情况，同时也考虑螺旋桨效率和空泡方面的性能。在螺旋桨造型时，各切面的 都已给出。
2.4.6 桨榖形状和大小
在设计螺旋桨桨叶轮廓时，需要一条基准线来度量桨叶尺寸。因叶面是由母线的运动轨迹构成的，故通常以叶根处中点的母线作为基准线，或叫辐射参考线。辐射参考线与桨榖表面的交点至桨轴中心线的距离叫做桨榖半径，其二倍即为榖径，常以d表示。榖径与螺旋桨直径之比称为榖径比，以d/D表示。一般榖径比为0.16-0.20，也有低至0.125的。它与桨轴承受的扭矩和桨榖材料有关。
螺旋桨桨榖通常为1/10-1/15锥度的圆锥体或具有鼓形的回转体，而且要与支轴架、榖帽和舵形成一流线整体，以减少水阻力。在这里锥度 其中 是桨榖大端直径， 是桨榖小端直径， 是桨榖长。锥度1/10.1/15相当于桨榖表面锥度线与桨榖轴中心线形成 。榖体的厚度不应小于叶根厚度的0.9。榖的直径由榖径比决定，一般榖径比为0.16-0.20。
桨榖的长度要大于桨叶投影轮廓在轴线上投影的最大尺寸。为了保证与桨轴的键连接，键必须具有1.5倍桨轴直径的长度，榖长应满足键长的要求。
3 螺旋桨的三文造型的研究
3.1引言
随着科学技术的不断发展，采用CAD三文曲面造型给复杂曲面的造型带来了很大的便利。计算机辅助设计的根本任务是为产品的开发和生产建立一个全局信息模型 ，对零件曲面或实体进行造型是零件进行数控加工的前提条件。
CAD三文造型技术的发展经历了线框造型技术、曲面造型技术、实体造型技术、参数化造型技术及变量化造型技术等五个阶段。早期三文CAD技术是由点、线集合方法构成的线框式系统，可以生成点、直线、圆、二次曲线、样条曲线等，又可以对这些基本线框元素进行修剪、延伸、分段、连接等处理，生成更复杂的曲线。曲面造型技术是在线框造型技术的基础上增加了环边信息及表面特征，由有向棱边围成的部分来定义形体的表面，表面也可以是曲面，由面的集合表示形体可满足面面求交、线面消隐、明暗色彩图等需要。实体造型技术由若干表面组成的闭包，这些表面之间具有一定拓扑关系。表面之间通过环、边、点建立联系，表面的方向由围绕表面的环的绕向决定，表面法矢总是指向形体之外。实体造型技术能够精确表达零件的全部属性，如质量、重心、惯性矩等，在理论上有助于统一CAD、CAE、CAM的模型表达。参数化造型方法是基于特征的实体造型方法，其主要特点是用尺寸参数来约束特征及其他几何对象的形状，通过尺寸约束来控制和修改几何形状，所有这些尺寸参数都是可调的变量参数。应用参数化造型方法的最具代表性软件是Pro/Engineer。变量化造型技术是在参数化造型技术的基础上的改进，将参数化技术中的单一尺寸参数分成“形状约束”和“尺寸约束”。
3.2 UG软件概述
Unigraphics软件为美国UGS公司的主要产品，该软件不仅具有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配的产生工程图等设计功能，而且，在设计过程可进行有限元分析、机构运动分析、动力学分析和仿真模拟，提高设计的可靠性；同时，可用建立的三文模型直接生成数控代码，用于产品的加工，其后处理程序支持多种数控机床。另外它所提供的二次开发语言UG/Open GRIP、UG/Open API简单易学，实现功能多，便于用户开发专用CAD系统。
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