扬州市职业大学
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引言................................................................................................................................. 错误！未定义书签。摘要................................................................................................................................. 错误！未定义书签。目录................................................................................................................................................................... I 第1章起重机介绍. (1)
1.1 起重机的定义 (1)
1.2 起重机的工作原理 (1)
1.3 起重机的类型及特点 (3)
1.4 起重机的发展状况 (3)
1.4.1 国内起重机械发展状况 (3)
1.5 发展趋势 (5)
1.5.4 成套化和系统化 (5)
第2 章桥式起重机的介绍 (7)
2.2.1 桥式起重机小车 (8)
2.2.2 桥式起重机小车运行机构 (12)
2.3 本次毕业设计中的内容 (12)
2.3.1 桥式起重机的主要参数 (12)
2.3.2 本次设计的桥式起重机的用途和结构特点 (12)
第3 章小车运行机构设计计算 (14)
3.1 起重机小车运行机构的计算 (14)
3.1.1 计算条件 (14)
3.1.3 电动机的选择 (16)
3.1.4 打滑验算 (18)
3.1.5 减速器计算 (20)
3.1.7 联轴器的选择 (21)
3.1.8 缓冲器的选择 (22)
3.2 减速器的设计 (23)
3.2.1 减速器各轴的传递功率、转速、转矩 (23)
3.2.2 高速级齿轮的计算 (24)
3.2.3 中速级齿轮的计算 (29)
3.2.4 低速级齿轮的计算 (34)
3.2.5 齿轮的结构形式 (38)
3.2.6 减速器箱体及其附件 (39)
结论 (40)
致谢 (41)
参考文献 (42)
第1章 起重机介绍
1.1 起重机的定义
起重机械是一种以间歇作业方式对物料进行起升、下降和水平移动的搬运机械。起重机械的作业通常带有重复循环的性质，一个完整的作业循环一般包括取物、起升、平移、下降、卸载等环节。经常起动、制动、正反向运动是起重机械的基本特点。
1.2 起重机的工作原理
起重机械的主要任务是起重，而直接承担起重任务的是起升机构，其他机构都是为了扩大起重机的使用范围。最简单的起重机实际上也就仅有一个起升机构。现代的绝大多数起重机，不论他们的型式和
用途如何，都是根据同一个工作原理构成的。随着生产的发展，起重量和起升速度不断提高，因而机构演变日趋完善。
图1.1起重机工作原理
图1.1a 是起重机的原始形式辘轳的机构简图。它有圆柱形卷筒和装有手柄的轴组成。卷筒上缠有悬挂物品的绳索，绳索的张力S 在这种情况下就等于物品重量Q 。张力在卷筒轴上产生的载荷力矩为汽车缓冲器
2
0D Q M ⨯=载。在全部工作过程中，如不计摩擦阻力，则载荷力矩应该为手柄的驱动力矩R P M ⨯=驱所平衡，即
驱载M M = 或
R P D Q ⨯=⨯2
故 0
2D R P Q ⨯⨯= 从上式可以看出，欲增加起重量Q 必须加大P 或R ，或减小0D 。但手柄作用力P 受到人体力限制，一般不超过30公斤；R 受到手臂长度限制，一般约为300-400毫米；而为了保证钢丝绳不致产生过大的弯曲，卷筒直径0D 又不能任意减小，因此，对于这种原始起重机，起重量不能很大。为了提高起重量，采取了下面三个步骤：
（1）轴和手柄分开，中间装一个传动比为0i 的传动装置，即图1.1b 中减速器。如0D 和驱M 都与图1.1 a 所示的相同，则传到卷筒轴上的驱动力矩为驱M i ⨯0。根据力矩平衡原
理，所得的载荷力矩载
M '为： 驱载
M i M ⨯='0 即
R P i D Q ⨯⨯=⨯'002
可得： Q i Q ⨯='0
即加装传动比0i 的传动装置后，起重量可以提高0i 倍。并且可以随0i 增大而提高。但是，传动装置是机构中最复杂和成本最高的部分，而且传动装置的外廓尺寸、自重和成本又直接取决于传动比的大小，所以，仅靠提高传动比来提高起重量是不经济的。
（2）除采用了一定传动比0i 的传动装置外，同时还可以采用滑轮组。如图1.1c 中所的滑轮组由一个定滑轮和二个动滑轮所组成。绳索一端固定在卷筒上，另一端由卷筒绕下，依次经过动滑轮和定滑轮，最后固定在机架上。被起升的重物Q 由四根绳索分支所支承，并随动滑轮一起升降。若不计阻力，则由卷筒绕下的绳索分支的张力4
Q S ''=''或S Q ''=''4。如果00,D M i ，驱均维持不变，这时载
M ''等于图1-1b 中载M '，亦即S S '=''。即： Q i Q S S Q ⨯⨯='⨯='⨯=''⨯=''04444
由此可见，如装四支分滑轮组后，起重量又提高了4倍，而且将随滑轮组绳索分支数的增加而增大。但与此同时绳索的长度相应地加长，使机构更为复杂和绳索的磨损加剧。
所以也不能无限制地靠增加滑轮组绳索分支来提高重量。通常在起重量一定的情况下，可
i。但选择分支数的原则必须是以利用滑轮组绳索分支数的增加来减小传动装置的传动比
减小传动比的所得完全抵偿增加分支数的所失才行。
（3）目前除少数的几种起重机中仍保留人力驱动外，大多数起重机都采用能发出较大力矩的电动机来代替手柄（图1.1c中虚线所示），以增大驱动力矩
M，于是起重量又
驱
可以获得进一步提高。但在这种情况下，所采用的传动装置和滑轮组不仅如上面所分析的那样提高起重量，而且也将很高的电动机转速变为实际需要的卷筒转速，从而得到合理的物品升降速度。
图1.1c所示是现代各种起重机中较为完善的起升机构原理图。它包括下列几个组成部分：（1）取物装置；（2）绳索滑轮和卷筒；（3）传动装置；（4）驱动装置；（5）制动装置。其中制动装置在图中没表示出来，它是用来使被提升的物品可靠的停驻在空中的装置，对于起重机的安全操作是不可缺少的重要部件[2]。
1.3 起重机的类型及特点
根据起重机械所搬运的物品的特征、动作的复杂程度以及工作场所或者生产工艺要求等条件的不同，可以将起重机械简单的分为三大类：
（1）简单起重机械：一般只作升降运动，而且大多数是手动的。如各种千斤顶、绞车和滑车等。
（2）通用起重机械：除使物品升降运动外，还能使物品作水平运动。如桥式起重机和汽车起重机等。
（3）特种起重机械：只适合于某些专业性的工作，其构造往往比上述两者更为复杂。如各种冶金用起重机、建筑用起重机和港口用起重机等。
1.4 起重机的发展状况
1.4.1 国内起重机械发展状况
在中国将起重机械总体划分为12大类型，即轻小型起重设备、旋臂式起重机、桥式起重机、门式起重机、塔式起重机、流动式起重机、铁路起重机、门座起重机、桅杆起重机、缆索起重机、升降机和机械式停车设备。进一步可划分为近百种型式(品种)和数百种型号。面对品种繁多，结构复杂，大小不一，使用工况千差万别的这些涉及人们生命安全
和财产安全的起重机械，为了安全，中国政府将其纳入特种设备进行强制管理，在制度上建立了一整套法律、法规、规章、安全技术规范和标准体系，在体制上建立了遍布全国31个行政区的安全监察网络，从起重机械的设计、制造、安装、改造、重大维修、使用、检验检测和监督管理重要环节上进行有效监管，在此，我重点介绍中国的起重机械制造许可制度。
起重机械制造企业的分布、数量、产量和现状
中国起重机械整机制造企业，截止到2005年9月底统计有1615家。这些制造企业主要集中分布在江苏(347家)、山东(203家)、河南(180家)、浙江(111家)、辽宁(105家)、广东(100家)、上海(83家)、福建(80家)等地。
中国起重机械使用总量，据2003年底普查统计在用起重设备为55．6万台。设备的使用也主要集中分布在沿海发达地区，如广东、福建、浙江、上海、江苏、山东、辽宁等地。
中国的起重机械从50年代初创建至今，已经形成了一定的生产规模、具备了一定的技术水平、也基本形成了比较完整的设计、生产、销售体系，能基本满足国民经济对该设备的需求。目前国家继续实施的财政政策，拉动着我国基础设施建设的高速发展，而起重设备作为国民经济的重要基础设备广泛应用于经济建设的各行各业，如冶金、煤炭、化工、电力、交通和制造等产业。随着现代科学技术的迅速发展，工业生产规模的扩大和自动化程度的提高，起重机在现代化生产过程中应用越来越广，作用
也愈来愈大，对起重机的要求也越来越高。起重机械正朝着大型化、高速度、人性化、环保性、通用产品小型化、零部件的模块化和多样化及安全监察制度化与规范性方向发展。
由于中国劳动力相对便宜，制造成本较低，发展潜力仍很巨大。同时，我们也应该清醒地认识到，与发达国家相比，中国起重机械制造状况有以下几个因素令人担忧。
（1）整体技术含量偏低，突出表现在钢结构件制作材料和电气控制系统水平较低；
（2）规模化发展不够，突出表现在低水平重复建设严重，造成资源浪费，专业化发展严重滞后；
（3）国际知名品牌寥寥无几，除振华港机外，能够打入国际市场并享有一定声誉的知名品牌几乎没有；
（4）恶性竞争严重，合理利润难保，并造成安全措施投入极少，事故率居高不下。
因此，我们应该有清醒认识，并高度关注中国起重机械的长远发展和不失时机的加快
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