1 起重机小车设计1.1 小车主起升机构计算1.1.1 确定起升机构传动方案，选择滑轮组和吊钩组按照布臵宜紧凑的原则，决定采用如下图1-1的方案。

按Q=100t ，查表4-2（起重机设计手册）取滑轮组倍率i h =6，承载绳分支数：Z=2i h =12图1-1查表3-4-11（起重机设计手册）选双钩锻造式吊钩组，得其质量：G 。

=4000kg ，两端滑轮间距A=131mm 。

1.1.2 选择钢丝绳若滑轮组采用滚动轴承，当i h =6，查表2-1（起重机运输机械）得滑轮组效率ηh =0.96。

钢丝绳所受最大拉力： S max =ηh i G Q 20+=96.0*6*24000100000+=9027.8kg=90.28KN查表2-4（起重运输机械）,重级工作类型(工作级别M 7)时,安全系数n=6。

钢丝绳计算破断拉力S b ： S b =n ×S max =6×90.28=541.7KN查表3-1-6选用纤维芯钢丝绳6×19W+FC ，钢丝公称抗拉强度1850MP a ，光面钢丝，左右互捻，直径d=28mm ，钢丝绳最小破断拉力[S b ]=546KN ，标记如下：钢丝绳 28NAT6×19W+FC1850ZS233.6GB8918-88 1.1.3 确定滑轮主要尺寸滑轮的许用最小直径：D ≥()1-e d =()13028-=812mm式中系数e=30由表2-4（起重运输机械）查得。

由附表2选用滑轮直径D=900mm ，滑轮的绳槽部分尺寸可由[1]附表3查得。

由附表4选用钢丝绳d=28mm ，D=900mm ，滑轮轴直径D 5=150mm 的E 1型滑轮，其标记为：滑轮E 128×900-150 ZB J80 006.8-871.1.4 确定卷筒尺寸，并验算强度卷筒直径：D ≥()1-e d =28)130(-=812mm由附表13选用D=900mm ，卷筒绳槽尺寸由[3]附表14-3查得槽距，t=30mm ，槽底半径r=17mm卷筒尺寸：L=10042L t Z D i H h +⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⨯π=131304292814.36101823+⎪⎪⎭⎫⎝⎛++⨯⨯⨯=2714mm 取L=3000mm式中 Z 0——附加安全系数，取Z 0=2；L 1——卷槽不切槽部分长度，取其等于吊钩组动滑轮的间距，即L 1=A=131mm ，实际长度在绳偏斜角允许范围内可以适当增减；D 0——卷筒计算直径D 0=D+d=900+28=928mm 卷筒壁厚：δ=D 02.0+（6～10）=0.02×900+（6～10）=24～28 取δ=26mm 卷筒壁压应力验算：max y σ=t S nax ⨯δ=03.0026.090280⨯=6105.112⨯N/m 2=112.5MPa 选用灰铸铁HT200，最小抗拉强度b σ=195MPamax y σ＜[]Y σ 故抗压强度足够卷筒拉应力验算：由于卷筒长度L ＞3D ，尚应校验由弯矩产生的拉应力，卷筒弯矩图示与图1-2L 1l x2S maxS maxS max L图1-2 卷筒弯矩图卷筒最大弯矩发生在钢丝绳位于卷筒中间时：w M =l S max =⎪⎭⎫ ⎝⎛-21max L L S =⎪⎭⎫⎝⎛-⨯2131300090280=125834340N 〃mm卷筒断面系数：W =0.1⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-D D D i 44=0.1×90084890044-=154432713m m 式中D ——卷筒外径，D =900mm ；i D ——卷筒内径，i D =D -2δ=900-2×26=848 于是 l σ=W M w =15443271125834340=8.15Mpa 合成应力：'l σ=l σ+[][]maxy y l σσσ⋅=8.76+5.11213039⨯=35.51MPa式中许用拉应力：[]l σ=2n b σ=5195=39MPa ∴'l σ＜[]l σ卷筒强度验算通过。

故选定卷筒直径D =900mm ，长度L=3000mm ；卷筒槽形的槽底半径r =17mm ，槽距t =30mm ；起升高度H =18m ，倍率h i =6 卷筒 A900×3000-17×30-18×3左ZB J80 007.2-87 1.1.5 选电动机计算静功率：j N =()η601020⨯+v G Q =()8.685.0601021050100000⨯⨯+=132.1KW式中η——机构总效率，一般η=0.8～0.9，取η=0.85 电动机计算功率：e N ≥j d N k =0.9⨯132.1=118.89KW式中系数d k 由表6-1(起重运输机械)查得，对于1M ～e M 级机构，d k =0.85～0.95，取d k =0.9查表28选用电动机YZR 315M ，其e N （15%）=125KW ，1n =750rpm ，[2GD ]d =34kg 〃2m ，电动机质量d G =1170kg 1.1.6 验算电动机发热条件按照等效功率法，求JC =40%时所需的等效功率：x N ≥25k 〃γ〃j N =1×0.85×132.1=112.3KW式中25k ——工作级别系数，查表（起重运输机械）6-4，对于重级，25k =1；γ——系数，根据机构平均起动时间与平均工作时间的比重（q t /g t ）查得。

由[2]表6-3，一般起升机构q t /g t =0.1～0.2，取q t /g t=0.1，由图（起重运输机械）6-6查得γ=0.85。

由以上计算结果x N ＜e N ，故初选电动机能满足发热条件 1.1.7 选择减速器卷筒转速：j N =0D Vi h π=928.014.368.6⨯⨯=14r/min 减速器总传动比：0i =j n n 1=14750=53.57 查表（起重机设计手册）选QJS-D-630型减速器，当工作类型为重级（相当工作级别为M 7级）时，许用功率[N]=124KW ，0'i =50，质量g G =3600㎏，主轴直径1d =80mm ，轴端长1l =170mm （锥形） 1.1.8 验算起升速度和实际所需功率实际起升速度：'v =0'0i i v =6.857.5350=6.35m/min误差：ε=vvv -'×100%=8.635.68.6-×100%=6.6%＜[ε]=15%实际所需等效功率：x N '=vv N x '=112.335.68.6=120.25KW ＜eN ()%40=125KW1.1.9 校核减速器输出轴强度由[起重运输机械]公式（6-16）得输出轴最大径向力max R =()j G aS +max 21≤[R ] 式中max aS =2×87720=175440N=175.44KN ——卷筒上卷绕钢丝所引起的载荷；j G =9.81KN ——卷筒及轴自重，参考表3-10-7（起重机设计手册）查得 [R]=150KN ——QJS630减速器输出轴端最大允许径向载荷。

∴max R =()81.944.17521+=92.63KN ＜[R ]=150KN 由[2]公式（6-17）得输出轴最大扭矩：max M =（0.7～0.8）[]M i M e ≤00'max ηψ式中e M =1%)25(9750n N e =9750750125=1625Nm ——电动机轴额定力矩； max ψ=3.4——当JC =40%时电动机最大力矩倍数；95.00=η——减速器传动效率；[]85000=M Nm ——减速器输出轴最大容许转矩，由（ 起重机设计手册）表3-10-6查得。

∴max M =0.8×3.4×1625×50×0.95=67925Nm ＜[M ]=85000Nm 由以上计算，所选减速器能满足要求1.1.10 选择制动器所需静制动力矩：≥z M z K 〃j M '=z K 〃()η0'02i i D G Q h +=1.75×()85.05062928.010********⨯⨯⨯+=232.48㎏〃m=2324.8Nm式中z K =1.75——制动安全系数，由（起重运输机械）第六章查得。

由表3-7-17（起重机设计手册）选用YWZ 5-630/121制动器，其制动转矩ez M =1800～2800Nm ，制动轮直径z D =630mm ，制动器质量z G =185.8㎏1.1.11 选择联轴器高速联轴器计算转矩，由[2]（6-26）式：5.438716258.15.18=⨯⨯==e c M n M ϕNm式中1625=e M ——电动机额定转矩（前节求出）； n =1.5——联轴器安全系数；8ϕ=1.8——刚性动载系数，一般8ϕ=1.5～2.0由[1]附表29查得YZR-315M 电动机轴端为圆锥形mm d 95=，mm l 130=。

从表3-10-9（起重机设计手册）查得QJS-D-630减速器的高速轴为圆锥形mm l mm d 170,80==。

靠电动机轴端联轴器 由表3—12-7（起重机设计手册）选用CLZ4半联轴器，其图号为S180，最大容许转矩[Mt]=5600Nm ＞CM 值，飞轮力矩()22.02=lGD kg 〃m 2，质量l G =37.5kg浮动轴的两端为圆柱形mm l mm d 172,85==靠减速器轴端联轴器 由[1]附表45选用带mm 600φ制动轮的半齿联轴器,其图号为S198,最大容许转矩[Mt]=19000Nm, 飞轮力矩()352=lGD kg 〃m 2,质量218kg.为与制动器YWZ 5-630/121相适应,将S198联轴器所需mm 600φ制动轮,修改为mm 630φ应用1.1.12 验算启动时间起动时间：()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡++⨯-=η20201212.38i D G Q GD C M M n t j q q式中()()()2212GD GD GD d+=Z=35+0.22+34=69.22kg 〃m 2静阻力矩：()ηi D G Q M j 200+=()95.5185.017.403258.046720000=⨯⨯⨯+kg 〃m =1838.7Nm平均起动转矩：5.243716255.15.1=⨯==e q M M Nm∴()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯++⨯-=85.0506928.0400010000022.6915.17.18385.24372.3875022q t =2.65s 通用桥式起重机起升机构的sec 5~1][=q t ，此时q t >1s 1.1.13 验算制动时间制动时间：sec07.185.0)506(928.0)4000100000(22.6915.1)5.13282800(2.38750)()()(2.3822220012'21=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯⨯++⨯⨯-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡++-=ηi D G Q GD C M M n t j e z式中mN i i D G Q M h j ⋅=⨯⨯⨯⨯+=+=5.132885.05062928.0)4000100000(2)('0'η查[1]表6-6查得许用减速度a ≤0.2,a=v '/z t ，sec 5.1][=z t ，因为][z t t <，故合适。