浙江海洋学院港口起重机械课程设计说明书设计题目: 臂架型起重机起升机构设计专业 : 机械设计制造及其自动化班级 :姓名：学号：2013年1月9号摘要：桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。

桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。

这种起重机广泛用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。

桥式起重机可分为普通桥式起重机、简易梁桥式起重机和冶金专用桥式起重机3种。

本次设计的是桥式起重机的起升机构设计，起升机构是起重机械中最重要、最基本的机构，其作用是提升或下降货物；起升机构通常主要由取物装置、钢丝绳卷绕系统、制动系统、减速传动装置、驱动装置等组成。

本次设计卷筒组、吊钩组、电动机、减速器、联轴器等。

关键词：桥式起重机、起升机构、吊钩、卷筒、电动机、减速器、联轴器、钢丝绳、滑轮、制动器。

第一章设计课题及起升机构传动方案的选择1.1主要性能及技术参数起重量（t）工作级别起升高度（m）起升速度（m/min）H h5 M5 126 30表.11.2 起升机构传动方案选择起升机构一般由驱动装置(包括电动机、联轴器、制动器、减速器、卷筒等)、钢丝绳卷绕装置(包括钢丝绳、卷筒、定滑轮和动滑轮)、取物装置和安全保护装置组成。

电动机驱动是起升机构的主要驱动方式。

当起重量在50t以下时，常见的桥式起重机的起升机构布置方式如图1所示；图1起升机构配置方案图中：1.减速器 2.制动器 3.联轴器 4.浮动轴5.发动机6.卷筒7.卷筒支座当起重量在5t 时，常见的起升机构钢丝绳卷绕如图2所示。

采用双联滑轮组，滑轮组倍率m=2。

图2 钢丝绳卷绕示意图第二章 起升机构设计计算2.1 钢丝绳的确定2.1.1 钢丝绳的计算与确定采用双联滑轮组，按t G 5=，查《港口起重机械》表3-6得滑轮组倍率m =2； 钢丝绳所受最大拉力：N a P x S DZ Q 6.1314198.099.02499805.02max =⨯⨯⨯=∙∙∙=αηη式中:Q P ——额定起升载荷，N G G P Q 499808.9)1005000(g )(d =⨯+=∙+= 其中d G 为吊钩质量，由课本表4-2的g 100500002.0%2d K G G =⨯=∙=； x ——承载分支系数，吊钩承载分支数位4，X=0.5； Z η——滑轮组效率，由表3-9得99.0=Z η； D η——导向滑轮效率，滚动轴承98.0=D η；α ——导向滑轮数，2=α；所选钢丝绳的直径应满足： mm S C 68.1949980088.0d max =⨯=≥ 式中 d ——钢丝绳直径；max S ——钢丝绳最大静工作拉力；C ——选择系数，根据《港口起重机械》表3-2查得()N mm C /088.0=； 取钢丝绳直径mm d 20=，捻向：交互捻；选择钢丝绳型号为：20 WS 316⨯FC 1770 USZ 20068918/-T GB2.2 滑轮直径的确定按钢丝绳中心来计算滑轮与卷筒的最小直径，d ∙=h D 式中 D ——按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒的最小直径； d ——钢丝绳直径；h ——与机构工作级别和钢丝绳结构有关的系数，根据《港口起重机械》表3-5查得，对滑轮2h =20，对卷筒1h =18；根据上式，得：滑轮直径400mm 2020d 22=⨯=∙=h D取动滑轮直径mm 6002=D ， 滑轮槽底直径mm 58002=D2.3 卷筒的计算2.3.1 卷筒的基本尺寸卷筒长度mm 5802018h 11=⨯=∙=d D适当放大卷筒直径，去710mm 1=D ，卷筒槽底直径690mm 10=D ； 如图3所示，为双联卷筒的长度示意图，图 3 卷筒长度示意图卷筒长度3210)(2L L L L L +++∙=3927224459.52++++⨯=）（1363.1mm = 取mm 1500L =式中 0L ——卷筒上有螺旋槽部分长 mmp N DHa L 5.45924)371014.3180002()(000=⨯+⨯⨯=∙+∙=π其中：0H ——最大起升高度； a ——滑轮组倍率； D ——卷筒卷绕直径0N ——固定钢丝绳安全圈数，取3N 0=；p ——绳槽槽距，根据钢丝绳的直径mm d 20=查附表3-1得，24=p ；1L ——两端空余部分长度，mm p L 241==； 2L ——固定钢丝绳所需长度，mm p L 7232==；3L ——卷筒中间无槽部分长度，按钢绳直径D=20mm 查附表4-3得 mm S 392L 3==2.3.2 验算卷筒强度卷筒的材料采用Q235-A ，抗压强度为225MPa 。

卷筒厚度mm d 20==δ 由于213031500=∙<=D L[]2max21/5.11293.7824204998075.01mmN PS A A yy=≤=∙⨯⨯=⋅∙=σδσ式中：1A ——卷筒成熟系数，查《港口起重机械》表3-11，1A =1 2A ——应力减少系数，一般取2A =0.75； [y σ]——许用压应力；[y σ]=2sσ=225/2=112.5 N/2m ms σ——材料屈服极限，s σ=225 N/2m m ；2.3.3 卷筒转速min /7.2769.0 3.14302D va 0r n t =⨯⨯=∙=π2.4 电动机的确定起升机构静功率：885.060000304998060000 v P Q ⨯⨯==ηN PKW 2.28=式中：Q P ——额定起升载荷； η——起升机构总效率885.095.098.098.099.02=⨯⨯⨯==ch t D Z ηηηηηα； 其中卷筒效率0.98=t η查表4-3得传动效率0.95ch =η电动机的计算功率：KW GP N 0.242.2885.0P n =⨯=≥式中： G ——稳态负载平均系数，由起重机的工作级别M5，可以由表4-4和表4-8中查得：G=0.85根据《机械设计手册》选定YZR250M-8型电动机， 主要指标为：转速 min /7500r n = 额定功率 kw P 30= 同步转速 min /7301r n = 输出轴直径 mm d 60= 输出轴长度 mm l 140=2.5 减速器的选择2.5.1 计算传动比 传动比：3.2627.7730i ===tn n式中：n ——电动机额定转速，r/min ； t n ——卷筒转速，r/min 。

减速器高速轴许用功率[]()()2.282.1)13.11(211.21215552⨯⨯+⨯=∙⨯+∙≥--n i P P ϕ=30.03KW其中2ϕ为起升动载荷系数，由表2-1，2-2得13.1603017.005.122min 2=⨯+=∙+=v βϕϕ 由[P]=30.03KW,i=26.3,n=750r/min ，查《机械设计手册》选定减速器型号为QJD-400-31.5。

主要参数：传动比i=31.5 高速轴轴伸d=65mm,l=140mm低速轴带有外齿轮，模数m=8，齿数Z=54 当工作级别为M5时，高速轴许用功率[P]=49KW许用输出转矩[Mn]=21200N ·m 。

2.5.2 减速器的验算减速器输出轴承受的短暂最大扭矩：mN M m N M M n n n ∙=<∙=⨯==21200][5.200499.1774213.12max ϕ式中：n M ——钢丝绳最大静拉力在卷筒上产生的转矩。

m N D M n ∙=⨯=⨯=9.17742271.0499802S max符合要求。

2.6 实际起升速度计算和校核2.6.1实际起升速度s m aii D n V q /489.0887.05.3126070.014.3730601=⨯⨯⨯⨯⨯=='卷π2.6.2实际起升速度应满足的条件%5%9.2%1003060489.030%100≤=⨯⨯-=⨯'-qqq v v v满足要求，通过。

2.7 联轴器选择2.7.1高速轴采用齿式联轴器mN kMMLL∙=⨯==0.7855.3922'式中：k ——系数，起升机构k=2 LM'——联轴器所连接轴的传递转矩mN nP M n ∙=⨯=⨯=5.3927303095509550L ’根据联轴器计算力矩m N M L ∙=785.0,减速器高速轴直径d=65mm,l=140mm 。

电动机伸出轴直径d=60mm,l=140mm 。

选择电动机与浮动轴：G ⅡCL2齿式联轴器，[Mn]=710N ·m 。

浮动轴与变速去：G ⅡCL2齿式联轴器，[Mn]=710N ·m 。

2.7.2低速轴齿轮减速器QJD-400-31.5的低速周端是C 型，带有齿式联轴器的外齿轮（m=8mm,z=54），与其啮合的内齿圈河卷筒的轮毂作成以整体，模数与齿数相同。

2.8电动机验算2.8.1启动时间起动时间：s M M J n N dq 909.0)160.7-7.588(55.909.5730)(55.9t q =⨯=-=∑式中 n ——电动机额定转速，min /730r n =；dq M ——电动机平均起动转矩，mN M T n AS Q ⋅=⨯⨯==7.5887303095505.1λ；N M ——电动机静阻力矩，m N ai D P M Q N ⋅=⨯⨯⨯⨯==7.160876.05.312271.0499802η；∑J ——机构运动质量换算到电动机轴上的总转动惯量（2m kg ⋅）：22222222109.5876.05.3128.9471.049980)222.022.0825.0(5.1g 4)(mkg i a DP J J k JQ ∙=⨯⨯⨯⨯⨯++++=++=∑η其中 1J —电动机转子的转动惯量，d J =0.8252m kg ⋅；2J —制动轮和联轴器的转动惯量，联轴器J =0.222m kg ⋅，制动轮J =22m kg ⋅平均起动加速度:2'54.0909.0489.0smt v a qq q ===查表4-7，可知起动标准27.03.0sm a p -=,sm t p 31-=.∴起动时间验算基本合格2.8.2电动机过载验算KW P KW m Hn m N 305.220.8761000489.0998043.12.510000v P P 'qQ =<=⨯⨯⨯=≥ηλ∴过载验算合格。

2.8.3电动机发热验算参考表4-8，4-4，取JC=60%，CZ=300，G=G2=0.8。

因YZR250M-8电动机在JC=60%，CZ=300时允许输出功率KW 4.28P n =。