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1、 摘要 隨著現(xiàn)代科學技術的迅速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大和自動化程度的提高，起重機在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中應用越來越廣，作用愈來愈大，對起重機的要求也越來越高。尤其是計算機技術的廣泛應用，許多跨學科的先進設計方法出現(xiàn)，這些都促使起重機的技術進入嶄新的發(fā)展階段。 本起重機為16t橋式起重機。本課題主要對起重機的起升機構進行總體設計，起升機構有一臺電動機，一臺減速器，一臺輪式制動器，一套卷筒裝置和上滑輪裝置構成。要求起重設備運行平穩(wěn),定位準確, 安全可靠, 技術性能先進。 本文簡要地介紹了起重機的性能、結構、發(fā)展狀況等，并參照《起重機設計規(guī)范》(GB3811-83)及《起重機設計手冊》對起重機起升

2、機構及其零部件進行設計計算，從方案論證到具體設計計算，充分發(fā)揮了計算機在整體設計中的作用，從而提高了設計質(zhì)量、縮短了設計周期，提高了工作效率 關鍵詞：起重機，橋式起重機，起升機構設計  Abstract With fastdevelopments of the modern technology, the expansion of industrialproduction and the growth of the automatic level, applications ofthe carnes in the modern manufacture has been more

3、and moreextensive, the effect has been bigger and bigger. Higher and higherrequirement has been caused. Especially, with the broad applicationof computer technology and the appearance of the advanced designmethod of a lot of interdiscipline, which urge the technology ofthe carne into a brand-new see

4、dtime. This carne is a kind of 16t bridge carnes for hydropowerstation. This paper focuses on design ofhoisting mechanism of the carne, including the main and assistanthoisting mechanism with electromotors, reducers, brake staffs, drumdevices and pulley gears. The carne is required to be stabl

5、es, highaccuracy, safety, reliability and advanced technology. This text briefly introduce the carne’s capability, structure, theactuality of development, and so on, referring to “Designcriterion of carne” (GB3811-83) and design and calculate of thehoisting mechanism and its accessory in “Desi

6、gn handbook ofcarne”. From scheme demonstrating to designing and calculating, ittakes full advantage of the computer in the whole design to raisethe quality of the design, cut the cycle of the design, improve thework efficiency. Key words: carne, BridgeCrane, design of the hoistingmechanism

7、 目錄 摘要 1 Abstract 2 第1章 緒論 1 1.1起重機起升機構設計要求 1 1.2起重機工作過程分析 2 第2章 起升機構的設計 3 2.1選擇鋼絲繩 3 2.1.1 鋼絲繩最大靜拉力 3 2.1.2 選擇鋼絲繩 3 2.2卷筒的設計 4 2.3 選擇電動機 5 2.4 選擇減速器 6 2.5 選擇制動器 6 2.6選擇聯(lián)軸器 6 2.7 起動時間驗算 6 2.8 制動時間驗算 6 第3章 三維展示 6 3.1 總裝圖 6 3.2齒盤連接 6 3.3 滑輪組和吊鉤 6 3.4卷筒

8、6 3.5制動器正視圖 6 結論 6 參考文獻 6 第1章 緒論 1.1起重機起升機構設計要求 橋式起重機由運行機構和起升機構構成，其中起升機構使物品獲得升降運動。因此，起升機構是起重機械中最主要和最基本的機構，是起重機不可缺少的部分。它的工作好壞對整臺起重機的性能有著最直接的影響。 起升機構主要由下列部分組成：驅(qū)動裝置、傳動裝置、卷筒、滑輪組、取物裝置和制動裝置。此外，根據(jù)需要還裝設各種輔助裝置，如：終點開關（大多用于限制起升高度，也用于限制下放行程的）、載重量限制器和稱量裝置等。 起升機構的總布置在很大程度上決定于驅(qū)動的形式。起重機的驅(qū)動形式分為：集中驅(qū)動（一臺驅(qū)

9、動機帶動多個機構）和分別驅(qū)動（每個機構有各自的原動機）。目前集中驅(qū)動只用于以內(nèi)燃機為原動機的流動式無軌運動起重機，它的缺點是傳動裝置復雜，操縱裝置也復雜。在使用電源方便的地方，起重機的每個機構宜采用分別驅(qū)動的型式。這種型式布置方便、安裝和檢修容易，因此現(xiàn)代各類起重機主要采用分別驅(qū)動的型式。我們采用了分別驅(qū)動型式。 圖為電動驅(qū)動的起升機構簡圖。電動機1通過聯(lián)軸器2與減速器3的高速軸相聯(lián)。為了安裝方便，并當小車架受載變形時為了避免高速軸受到彎曲，聯(lián)軸器2應當是帶有補償性能的，通常都采用彈性柱銷聯(lián)軸器或齒輪聯(lián)軸器。 為了安裝方便，并提高補償能力，通常如圖那樣將齒輪聯(lián)軸器用一段軸連接，該軸稱謂

10、浮動軸。 制動器通常采用裝在如圖所示的2位置，這時聯(lián)軸器的一半是帶制動輪的。有時在高速軸上裝兩個制動器，另一個制動器可以裝在減速器的外側(cè)或裝在電動機軸上。 通常制動器采用常閉式的瓦塊式制動器，裝有電磁鐵、或電動液壓推動器或液壓電磁鐵作為松閘器，并與電動機連鎖。制動器的制動力矩保證有足夠的制動安全系數(shù)。制動器通常裝在高速軸上，因為高速軸的力矩小，從而可采用較小尺寸的制動器。在要求緊湊的情況下，也可采用帶式制動器。 傳動裝置常采用二級圓柱齒輪減速器。如起升速度很慢，傳動比較大，也可采用三級圓柱齒輪減速器。 在要求緊湊的起升機構中，也可采用渦輪減速器，缺點是機構效率低。有時采用渦輪減速器是為

11、了減少噪音，例如在載人電梯中。 由于起升機構是起重機械中最主要的機構，所以在設計起升機構時，在滿足起升機構的使用性能要求的情況下，要合理選用零部件，盡量使機構布置的緊湊可靠、外形尺寸小，還要考慮安裝和維修。 1.2起重機工作過程分析 起重機械的工作過程是：1、在裝載地點起升物品；2.、在負載情況下水平移動物品；3.、在卸載地點下降并卸去物品；4、在無載情況下起升并水平移動返回到裝載地點。如此重復循環(huán)的工作，每運送一次物品的時間稱為一個周期 于起升機構，在一個工作周期內(nèi)，有兩段工作時期和兩段停歇時期。工作時期即起升物品和下降物品時期；停歇時期既起升機構不工作二運行機構往返或旋轉(zhuǎn)機構往返工

12、作的時期。 每一個工作周期內(nèi)又分為起動、等速運轉(zhuǎn)和制動三個階段。 起升機構設計計算 一、確定機構工作級別：M4 二、選擇鉤號：鉤號12號，起重量16t 第二章 起升機構的設計 2.1選擇鋼絲繩 鋼絲繩是有很細的強度很高的鋼絲，按一定的螺距繞成股，再由股繞成繩。鋼絲繩根據(jù)其芯材料不同，分為 （1）鋼絲。鋼絲繩起到承受載荷的作用，其性能主要由鋼絲決定。鋼絲是碳素鋼或合金鋼通過冷拉或冷軋而成的圓形（或異形）絲材，具有很高的強度和韌性，并根據(jù)使用環(huán)境條件不同對鋼絲進行表面處理。 （2）纖維芯。它是用來增加鋼絲繩彈性和韌性、潤滑銅絲、減輕摩擦，提高使用壽命的。常用繩芯有機纖維（

13、如麻、棉）、合成纖維、石棉芯（高溫條件）或軟金屬等材料。 在作為中小型起重機起升機構使用時，纖維芯鋼絲繩在抗拉強度和破斷力方面可以滿足使用需求，并且起重機在運送物料時需要卷繞，因此選用纖維芯鋼絲繩，以增加使用壽命，減少更換次數(shù)。 2.1.1 鋼絲繩最大靜拉力 雙聯(lián)，分支數(shù)8，滑輪組倍率 鋼絲繩的最大靜拉力 確定鋼絲繩直徑：查表3-1-2得 ,查表得 2.1.2 選擇鋼絲繩 選取鋼絲繩直徑，自重,公稱抗拉強度 鋼絲繩型號為： 2.2卷筒的設計 卷筒直徑的確定,查表得鋼絲繩安全系數(shù)，輪繩直徑比 ，?。x直徑） 卷筒計算直徑 雙聯(lián)滑輪組的卷筒總長度 取

14、總長 其中——起升高度 ——倍率 4 —— 附加圈數(shù) 1.5~3 ——繩圈的節(jié)距（兩端繩索的固定和邊緣所占的長度） ——雙聯(lián)桶不切槽部分長度 ——吊鉤組滑輪間距離 ——繩索允許的最大偏角 ——吊鉤處于最高位置時，滑輪軸線距卷筒軸線的距離 取 卷筒壁厚初步確定： 2.3 選擇電動機 我國起重機采用專用的直流和交流電動機。直流電動機的主要優(yōu)點是調(diào)速范圍大、過載能力強、平滑的調(diào)速特性和較大的起動、制動轉(zhuǎn)矩。工作電壓為220 V 和440 V。但存在設備費用高、體積大和需要專用的供電電源等缺點, 少數(shù)冶金起重機和要求在較大范圍內(nèi)平穩(wěn)調(diào)速的傳動機構采用直流電機。

15、 電動機機械部分的強度和剛度設計的足夠大，所以電動機的選擇主要是電動機熱容量的選擇。因為起升機構屬于斷續(xù)周期工作，起升機構電機可認為是S3工作制。。在起重機械中, 一般采用三相交流感應電動機和錐形轉(zhuǎn)子電動機, 其工作電壓為220 V/ 380 V 和500V。根據(jù)機構工作級別，一般選擇JZR2 、YZR、JZRH型3相交流電機。 構總效率，查表得 確定 電動機靜功率 取 選取電機型號,電機功率，轉(zhuǎn)速，功率因素 ，最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，重量，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量 2.4 選擇減速器 1 卷筒轉(zhuǎn)速 傳動比，取（公稱傳動比）

16、 查表3-10-5查得，取，名義中心距 許用輸出轉(zhuǎn)矩，入軸轉(zhuǎn)速 選取減速器型號 2 軸端最大徑向力，查表得 計算后 符合要求 2.5 選擇制動器 查表2-2-7取, 查表后取制動器型號為：,制動力矩 轉(zhuǎn)動慣量，制動器質(zhì)量，制動輪直徑 2.6選擇聯(lián)軸器 ,高速軸 查表得 計算后選擇聯(lián)軸器型號聯(lián)軸器型號 轉(zhuǎn)動慣量，質(zhì)量 2.7 起動時間驗算 則起動時間 符合要求 2.8 制動時間驗算 ，符合要求

17、 第3章 三維展示 3.1 起升機構總體裝配圖 圖號：QZJ-01-00-000 3.2齒盤連接圖 圖號：QZJ-00-01-01-000 3.3 滑輪組和吊鉤 未畫二維圖 3.4卷筒 圖號：QZJ-00-01-01-003 3.5制動器正視圖 圖號：QZJ-01-00-001 結論 此次

18、起重機項目，我們組負責起重機起升機構的設計計算。所謂起升機構是每個起重機必備的，它使物品獲得升降。它本身主要有驅(qū)動裝置、傳動裝置、卷筒、滑輪組、取物裝置和制動裝置組成，此外還包括各種輔助裝置，例如起升高度限位器、力矩限制器、三圈保護等安全裝置。 應該說起升機構式起重機的核心，我們在設計計算過程中遇到了很多問題但收獲也很多。首先剛開始的時候，總以為時間還很多就放松下來。當開始后才發(fā)現(xiàn)SolidWorks ＣＡＸＡ很久沒碰了，疏了很多。其次，二維圖再交給老師看后，發(fā)現(xiàn)問題很多，尺寸標注、配合標注　標題欄的填寫　該用細實線的地方?jīng)]有用細實線，粗實線該加的地方也沒有加。最大的問題是在所有部件組裝完之

19、后，在總裝做動畫的時候發(fā)現(xiàn)制動器動不了了　而在子裝配體里面是可以動的，又著手反復裝了幾次才裝配完畢。接下來就是做動畫。 這次的收獲也是很豐厚，小組成員之間相互密切合作查資料計算，不會的地方大家討論。很多的部件都沒有標準化，只能自己定尺寸。還有就是以往的時候就知道用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ裝換三維實體軟件成ＤＷＧ格式的文件，再入到ＣＡＸＡ里面完成二維圖，沒有嘗試用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ本身生成二維圖。一教教室是很冷的，但我們堅持了下來。其實真的很感謝老師們能給我們此次機會，同時感覺自己在機械設計制造方方面面欠缺很多，完成一項設計任務不是一蹴而就的，會遇到方方面面的問題。

20、 參考文獻 [1] GB3811-83. 起重機設計規(guī)范[S]. 北京:中國標準出版社，1984. [2] GB/T14405.太原重型機器有限公司―通用橋式起重機[s]. 北京:機械工業(yè)出版社，1980. [3] 張質(zhì)文. 起重機設計手冊[M]. 北京:中國鐵道出版社，1998. [4] 起重機設計手冊編寫組. 起重機設計手冊[M].北京: 機械工業(yè)出版社，1980. [5] Purdum.T. Machine Design[M]. Journal of Science& Engineering,1998. [6] 揚長葵. 起重機械[M].北京:機械工業(yè)出版社，

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