簡易吊車設(shè)計(jì)項(xiàng)目說明指導(dǎo)書

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：簡易吊車設(shè)計(jì)系別航空與機(jī)械工程系專業(yè)名稱機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)學(xué)號(hào)學(xué)生姓名段盼光指引教師吳暉二O一四年五月畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書I、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：簡易吊車設(shè)計(jì)業(yè)設(shè)計(jì)(論文)使用原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定：設(shè)計(jì)一移動(dòng)式簡易吊車，規(guī)定提高最大重量為G=750公斤，提高線速度為，提高最大高度為合用于機(jī)械加工車間小范疇內(nèi)起重和搬運(yùn)。業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作內(nèi)容及完畢時(shí)間：1.收集資料、外文資料翻譯、開題報(bào)告第1周—第2周2.總體方案擬定第3周—第4周3.參數(shù)擬定及設(shè)計(jì)計(jì)算第5周—第7周4.簡易吊車裝配圖設(shè)計(jì)及零部件圖設(shè)計(jì)第8周—第15周5.撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第16周—第17周要參照資料：[1]璞良貴，紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì).第七版.北京：高等教誨出版社，[2]孫桓，陳作模主編.機(jī)械原理.第六版.北京：高等教誨出版社，[3]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，[4]趙學(xué)田主編.機(jī)械設(shè)計(jì)自學(xué)入門.北京：冶金工業(yè)出版社，1982[5]YeZhonghe，LanZhaohui.MechanismsandMachineTheory.HigherEducationPress，.7航空與機(jī)械工程系機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化專業(yè)類1081023班學(xué)生：填寫日期：年2月15日指引教師：助理指引教師(并指出所負(fù)責(zé)某些)：航空與機(jī)械工程系系主任（簽名）：附注:任務(wù)書應(yīng)當(dāng)附在已完畢畢業(yè)設(shè)計(jì)闡明書首頁。學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人聲明，所呈交論文是本人在導(dǎo)師指引下獨(dú)立完畢研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用內(nèi)容外，本論文不包括法律意義上已屬于她人任何形式研究成果,也不包括本人已用于其她學(xué)位申請(qǐng)論文或成果。對(duì)本文研究作出重要貢獻(xiàn)個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表白。本人完全意識(shí)到本聲明法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全理解學(xué)校關(guān)于保存、使用學(xué)位論文規(guī)定，批準(zhǔn)學(xué)校保存并向國家關(guān)于部門或機(jī)構(gòu)送交論文復(fù)印件和電子版，容許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院可以將本論文所有或某些內(nèi)容編入關(guān)于數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。作者簽名：日期：導(dǎo)師簽名：日期：簡易吊車設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：段盼光班級(jí)：1081023指引教師：吳暉摘要：本課題目就是設(shè)計(jì)一簡易吊車來代替人力實(shí)現(xiàn)重物搬運(yùn)。該吊車工作原理是：由電動(dòng)機(jī)經(jīng)帶輪傳動(dòng)和一對(duì)開式齒輪傳動(dòng)，將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給卷筒，再通過鋼絲繩和滑輪組來提高重物。通過任務(wù)書中條件參數(shù)，設(shè)計(jì)計(jì)算有關(guān)數(shù)據(jù)，選取鋼絲繩種類和型號(hào)，進(jìn)而計(jì)算出卷筒和滑輪直徑，擬定某些其他原則零部件。在此基本上進(jìn)行傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)和計(jì)算，完畢其進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計(jì)，工作重要涉及完畢了軸設(shè)計(jì)、擬定了帶輪構(gòu)造、齒輪構(gòu)造、卷筒構(gòu)造、滑輪構(gòu)造、伸臂桿和支撐桿構(gòu)造，繪制了吊車總裝配圖、制動(dòng)輪裝置和卷筒裝置構(gòu)造圖，完畢某些零件工作圖設(shè)計(jì)。核心詞：簡易吊車設(shè)計(jì)計(jì)算構(gòu)造設(shè)計(jì)指引教師簽名：SimpledesignofthecablecarStudent’sname：DuanPanGuangClass：1081023Supervisor：WuHuiAbstract：Thepurposeofthisprojectistodesignasimplerealizationofthecablecartoreplacethehumanhandlingofheavyweights.Theworkingprincipleofthecablecaris：bythemotorviaapulleydriveandgeardriveoff，themovementandmomentumtothedrum，andthenthroughtheropeandpulleystoraiseheavyobjectsgroup.

Conditionsthroughtheparametersofthetaskbook，designandcalculationofrelevantdata，selectthetypeandmodelofwirerope，andthencalculatedthediameterofthedrumandpulley，toidentifyanumberofotherpartsofthestandards.Carriedoutonthebasisofgeardesignandcalculation，tocompleteitsstructuraldesign，primarilyincludethecompletionofthedesignoftheshafttodeterminethestructureofthepulley，thegearstructureofthedrumstructure，blockstructure，underandthesupportingbarofthestructure，renderingatotalmappingofthecraneassembly，brakedrumroundofdevicesanddevicestructure，thecompletionoftheworkofsomepartsofthedesignplans.Keyword：SimplecablecarCalculationStructuralDesignSignatureofSupervisor:目錄TOC\o"1-3"\h\u46931緒論159901.1吊車歷史 1286131.2吊車國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2294291.3吊車發(fā)展趨勢 4152242工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)259612.1鋼絲繩選取 9123172.1.1鋼絲繩種類 9157702.1.2鋼絲繩型號(hào) 9140262.1.3鋼絲繩直徑選取 10263542.2卷筒和滑輪直徑選取 10167103傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)和計(jì)算307413.1計(jì)算卷筒功率 12122103.2計(jì)算卷筒轉(zhuǎn)速 12113743.3電動(dòng)機(jī)選取 12257163.3.1電動(dòng)機(jī)類型選取 1299513.3.2電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速選取 131523.3.3電動(dòng)機(jī)功率選取 13120843.4計(jì)算總傳動(dòng)比 14214963.5擬定傳動(dòng)方案，畫出傳動(dòng)示意圖 14266463.6分派傳動(dòng)比 15102213.7計(jì)算效率。驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)功率 15106273.8計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩 16973.9制動(dòng)器選取 18194803.10傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算 1836923.10.1帶傳動(dòng) 18214323.10.2齒輪傳動(dòng) 21104723.11畫出總體構(gòu)造方案圖 224構(gòu)造7248設(shè)計(jì)6724.1初算各軸最小直徑 234524.2帶輪構(gòu)造 23212594.3齒輪構(gòu)造 2411044.4卷筒構(gòu)造 2534954.5滑輪構(gòu)造 26135344.6升臂桿和支撐桿構(gòu)造 26259754.6.1升臂桿和支撐桿尺寸 26207684.6.2依照強(qiáng)度條件、決定升臂桿材料和斷面尺寸 2813334.6.3依照強(qiáng)度條件，決定支撐桿材料和斷面尺寸 30300694.7畫制動(dòng)輪裝置和卷同裝置構(gòu)造圖 31271794.8繪制吊車總裝配圖 32150624.9拆畫重要零件圖 32324765設(shè)計(jì)小結(jié)24095.1小結(jié) 33153235.2設(shè)計(jì)心得 3327751參照文獻(xiàn) 352186致謝 36簡易吊車設(shè)計(jì)1緒論吊車是起重機(jī)俗稱，起重機(jī)(Crane)是起重機(jī)械一種，是一種作循環(huán)、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)械。一種工作循環(huán)涉及：取物裝置從取物地把物品提起，然后水平移動(dòng)到指定地點(diǎn)降下物品，接著進(jìn)行反向運(yùn)動(dòng)，使取物裝置返回原位，以便進(jìn)行下一次循環(huán)。如固定式回轉(zhuǎn)起重機(jī)、塔式起重機(jī)、汽車起重機(jī)、輪胎、履帶起重機(jī)等。在一定范疇內(nèi)垂直提高和水平搬運(yùn)重物多動(dòng)作起重機(jī)械。又稱吊車。屬于物料搬運(yùn)機(jī)械。起重機(jī)工作特點(diǎn)是做間歇性運(yùn)動(dòng)，即在一種工作循環(huán)中取料、運(yùn)移、卸載等動(dòng)作相應(yīng)機(jī)構(gòu)是交替工作。起重機(jī)重要涉及起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)營機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和金屬構(gòu)造等。起升機(jī)構(gòu)是起重機(jī)基本工作機(jī)構(gòu)，大多是由吊掛系統(tǒng)和絞車構(gòu)成，也有通過液壓系統(tǒng)升降重物。運(yùn)營機(jī)構(gòu)用以縱向水平運(yùn)移重物或調(diào)節(jié)起重機(jī)工作位置，普通是由電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器和車輪構(gòu)成。變幅機(jī)構(gòu)只配備在臂架型起重機(jī)上，臂架仰起時(shí)幅度減小，俯下時(shí)幅度增大，分平衡變幅和非平衡變幅兩種。回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用以使臂架回轉(zhuǎn)，是由驅(qū)動(dòng)裝置和回轉(zhuǎn)支承裝置構(gòu)成。金屬構(gòu)造是起重機(jī)骨架，重要承載件如橋架、臂架和門架可為箱形構(gòu)造或桁架構(gòu)造，也可為腹板構(gòu)造，有可用型鋼作為支承梁。吊車種類：A．可移動(dòng)式：汽車吊、履帶吊、行吊等。B．固定式：碼頭吊、塔吊、龍門吊等。吊車這個(gè)名稱是統(tǒng)一一種稱號(hào)。普通所說吊車多指汽車吊、履帶吊、輪胎吊。簡易吊車由電動(dòng)機(jī)經(jīng)常傳動(dòng)和一對(duì)開式齒輪傳動(dòng)，將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給卷筒，再通過鋼絲繩和滑輪組提高重物。但如何發(fā)展大起重量起重機(jī)、提高電氣設(shè)備可靠性和使用壽命逐漸成為研究熱點(diǎn)。1.1吊車歷史中華人民共和國古代灌溉農(nóng)田用桔是臂架型起重機(jī)雛形。14世紀(jì)，西歐浮現(xiàn)了人力和畜力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)臂架型起重機(jī)。19世紀(jì)前期，浮現(xiàn)了橋式起重機(jī)；起重機(jī)重要磨損件如軸、齒輪和吊具等開始采用金屬材料制造，并開始采用水力驅(qū)動(dòng)。19世紀(jì)后期，蒸汽驅(qū)動(dòng)起重機(jī)逐漸取代了水力驅(qū)動(dòng)起重機(jī)。20世紀(jì)代開始，由于電氣工業(yè)和內(nèi)燃機(jī)工業(yè)迅速發(fā)展，以電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力裝置各種起重機(jī)基本形成。起重機(jī)重要涉及起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)營機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和金屬構(gòu)造等。起升機(jī)構(gòu)是起重機(jī)基本工作機(jī)構(gòu)，大多是由吊掛系統(tǒng)和絞車構(gòu)成，也有通過液壓系統(tǒng)升降重物。運(yùn)營機(jī)構(gòu)用以縱向水平運(yùn)移重物或調(diào)節(jié)起重機(jī)工作位置，普通是由電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器和車輪構(gòu)成。變幅機(jī)構(gòu)只配備在臂架型起重機(jī)上，臂架仰起時(shí)幅度減小，俯下時(shí)幅度增大，分平衡變幅和非平衡變幅兩種?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用以使臂架回轉(zhuǎn)，是由驅(qū)動(dòng)裝置和回轉(zhuǎn)支承裝置構(gòu)成。金屬構(gòu)造是起重機(jī)骨架，重要承載件如橋架、臂架和門架可為箱形構(gòu)造或桁架構(gòu)造，也可為腹板構(gòu)造，有可用型鋼作為支承梁。1.2吊車國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國外現(xiàn)狀：歐洲作為工程起重機(jī)發(fā)源地，也是經(jīng)濟(jì)非常發(fā)達(dá)地區(qū)，代表輪式起重機(jī)最高水平，最負(fù)盛名生產(chǎn)公司有利勃海爾、德馬克，同步尚有森內(nèi)博根、德國格魯夫、多田野·法恩、波塔恩、奧米格、里格、PPM等知名公司，該地區(qū)重要現(xiàn)狀為：重要生產(chǎn)全地面起重機(jī)、履帶式起重機(jī)，緊湊型輪胎起重機(jī)，也生產(chǎn)少量汽車起重機(jī)。其中全路面起重機(jī)、履帶起重機(jī)以中大噸位為主；緊湊型輪胎起重機(jī)則以小噸位為主；汽車起重機(jī)普通為通用底盤組裝全地面上車，即以改裝為主。其產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)、性能高、可靠性高，產(chǎn)品遍及全球。美國工程起重機(jī)相對(duì)落后于歐洲水平。近年來，通過收購和合并手段，先是格魯夫收購了歐洲老牌起重機(jī)公司克虜伯公司，然后特雷克斯收購了德國德馬克；隨后，馬尼托瓦克兼并了涉及美國格魯夫公司在內(nèi)國內(nèi)大某些工程起重機(jī)公司，使美國工程起重機(jī)行業(yè)得以蓬勃發(fā)展。當(dāng)前該地區(qū)重要生產(chǎn)輪胎起重機(jī)、履帶式起重機(jī)、全路面起重機(jī)和汽車起重機(jī)。重要生產(chǎn)公司為馬尼托瓦克，特點(diǎn)是技術(shù)較先進(jìn)、性能較高、可靠性能高，其中汽車底盤技術(shù)和全路面技術(shù)領(lǐng)先于歐洲，產(chǎn)品重要銷往美州地區(qū)和亞太地區(qū)。

日本作為二戰(zhàn)后崛起經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國，輪式起重機(jī)開發(fā)生產(chǎn)雖然起步較晚（起步于20世紀(jì)70年代），但發(fā)展不久，很受亞太市場歡迎；同步，日本通過收購手段來更新技術(shù)，加快發(fā)展速度，如日本多田野收購德國法恩底盤公司來發(fā)展其全路面技術(shù)。日本重要生產(chǎn)汽車起重機(jī)、履帶起重機(jī)、越野輪胎起重機(jī)、全路面起重機(jī)，其中越野輪胎起重機(jī)產(chǎn)量最大，汽車起重機(jī)產(chǎn)量次之，呈減少趨勢，全路面起重機(jī)產(chǎn)量至少，呈上升趨勢，重要生產(chǎn)公司為多田野、加藤、神鋼、日立、小松等。產(chǎn)品特點(diǎn)是技術(shù)水平、性能、可靠性落后于歐美水平，40%產(chǎn)品用于出口。國內(nèi)現(xiàn)狀：從市場方面看：中華人民共和國工程起重機(jī)獲得了長足發(fā)展，國內(nèi)工程起重機(jī)銷售量近9000臺(tái)，比北美、西歐和日本需求總和還要大，中華人民共和國已經(jīng)成為世界起重機(jī)中心。但另一方面，雖然年產(chǎn)銷量巨大，但所生產(chǎn)起重機(jī)是很單一汽車起重機(jī)產(chǎn)品，履帶式起重機(jī)產(chǎn)量全年不到100臺(tái)，而汽車起重機(jī)產(chǎn)量也集中在12噸到25噸噸位區(qū)間內(nèi)，35噸以上起重機(jī)全年總量也只在500臺(tái)左右。重要生產(chǎn)廠家為徐重、浦沅、北起、長起、泰起、蚌起和錦重。近年來徐重依托區(qū)位優(yōu)勢、資源優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢，一度打破了“四人們族”行業(yè)格局，使產(chǎn)量和市場占有率一度飚升，同步依托技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。雖然國內(nèi)曾于上世紀(jì)引進(jìn)了德國和日本先進(jìn)技術(shù)，但由于國內(nèi)配套件水平跟不上以及國內(nèi)工藝水平跟不上等因素，雖然是同樣技術(shù)，由于工藝水平和配套水平差別，導(dǎo)致產(chǎn)品實(shí)物水平與國外存在著很大區(qū)別。同步，近期國內(nèi)起重機(jī)市場以個(gè)體顧客為主，各生產(chǎn)廠家不斷完善產(chǎn)品系列，不斷提高產(chǎn)品作業(yè)性能，而相對(duì)忽視了對(duì)產(chǎn)品可靠性改進(jìn)（受國家基本工業(yè)限制），對(duì)構(gòu)造創(chuàng)新、新技術(shù)運(yùn)用推廣相對(duì)較少，嚴(yán)重減慢了國內(nèi)工程起重機(jī)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步步伐。當(dāng)前國內(nèi)工程起重機(jī)產(chǎn)品以滿足國內(nèi)市場為主，某些銷往非洲、中東、南美、澳州和前蘇聯(lián)市場。

其她地區(qū)如印度重要生產(chǎn)小噸位汽車起重機(jī)、移動(dòng)式起重機(jī)（可吊重行駛但不能回轉(zhuǎn)），韓國生產(chǎn)小噸位全路面起重機(jī)、俄羅斯等獨(dú)聯(lián)體國家生產(chǎn)中小噸位汽車起重機(jī)，其產(chǎn)量較低、技術(shù)比較落后，發(fā)展前景容樂觀。

（2）從產(chǎn)品類型上看：國內(nèi)工程起重機(jī)行業(yè)在94～99年是發(fā)展低谷，5年中行業(yè)幾種重要生產(chǎn)廠家，苦練內(nèi)功，積極組織產(chǎn)品變型和換代，在產(chǎn)品外觀上下功夫。

從99年以來，隨經(jīng)濟(jì)建設(shè)新一輪啟動(dòng)，工程起重機(jī)市場競爭格局發(fā)生巨大變化，各公司不斷調(diào)節(jié)思路、更新觀念、轉(zhuǎn)換機(jī)制、提高核心競爭力，努力開發(fā)產(chǎn)品，開拓市場。產(chǎn)品重心也從8t、12t向16t、25t、50t中大噸位發(fā)展，25t增速最快，產(chǎn)量不斷翻新，基本占據(jù)主導(dǎo)地位。50t產(chǎn)品由于需求面較廣，技術(shù)逐漸成熟，也大批量進(jìn)入市場。當(dāng)前國內(nèi)重要產(chǎn)品系列，汽車起重機(jī)為8t、12t、16t、20t、25t、35t、50t、65t、80t、l00t，全地面起重機(jī)為25t、50t、125t、160t和履帶起重機(jī)為35t、50t、l00t、150t。

（3）從產(chǎn)品整體技術(shù)風(fēng)格上看：下車有全頭和半頭兩種不同風(fēng)格，近年來半頭車因總體布置以便性及價(jià)格因素始終被廣泛采用。但近年來隨著物質(zhì)條件改進(jìn)，人們生活條件和質(zhì)量提高，操作以便、舒服、可靠逐漸成為顧客關(guān)注焦點(diǎn)，中大噸位向全頭方向發(fā)展。上車操縱從老式機(jī)械操作向液比例和電液比例方向發(fā)展，起重吊臂也從老式三節(jié)向四節(jié)、五節(jié)方向發(fā)展，產(chǎn)品起重性能和起重高度有了較大提高，產(chǎn)品外觀和可靠性有了較大幅度提高。

（4）從國內(nèi)工程起重機(jī)行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢上來看：國內(nèi)工程機(jī)械產(chǎn)品近十年來隨著技術(shù)引進(jìn)、消化、吸取，有了長足進(jìn)步，產(chǎn)品性能、可靠性、外觀均有較大幅度提高，但同國外工程機(jī)械比較來看，還存在較大差距，就工程起重機(jī)而言，此后發(fā)展重要體當(dāng)前如下幾種方面：

①整機(jī)性能：由于先進(jìn)技術(shù)和新材料應(yīng)用，同種型號(hào)產(chǎn)品，整機(jī)重量要輕20%左右。隨著構(gòu)造分析應(yīng)用和先進(jìn)設(shè)備使用，構(gòu)造形式更加合理；

②高性能、高可靠性配套件，選取余地大、適應(yīng)性好,性能得到充分發(fā)揮；

③電液比例控制系統(tǒng)和智能控制顯示系統(tǒng)推廣應(yīng)用；

④操作更以便、舒服、安全，保護(hù)裝置更加完善；

⑤向吊重量大、起升高度、幅度更大大噸位方向發(fā)展。1.3吊車發(fā)展趨勢隨著科技化進(jìn)程逐漸推動(dòng)，高科技運(yùn)用越來越多，大型設(shè)備、高精度、高規(guī)定機(jī)器需求量也逐漸上升。此前吊車也已經(jīng)滿足不了工廠和社會(huì)規(guī)定了，為此，吊車業(yè)改革和技術(shù)創(chuàng)新勢在必行。吊車創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論、辦法與工具是基于當(dāng)代設(shè)計(jì)理論和辦法，應(yīng)用微電子、信息、管理等當(dāng)代科學(xué)技術(shù)，以提高產(chǎn)品質(zhì)量、顧客滿意價(jià)格和造型、提高產(chǎn)品功能、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期為目而進(jìn)行相應(yīng)工作。吊車創(chuàng)新理論、辦法與技術(shù)研究宗旨是從吊車作為特種設(shè)備所規(guī)定安全性和可靠性工作目的出發(fā)，在特定技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性約束條件下，創(chuàng)造性地完畢吊車創(chuàng)新設(shè)計(jì)，使其在滿足顧客交貨期和性能規(guī)定前提下做到技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性最佳搭配。吊車運(yùn)送（物料搬運(yùn)）機(jī)械隨著國際市場競爭加劇驅(qū)動(dòng)，其科技含量明顯提高，近年來重要工業(yè)國家發(fā)展趨勢如下：(1)大型化和專用化

由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)效率日益提高，以及產(chǎn)品生產(chǎn)過程中物料裝卸搬運(yùn)費(fèi)用所占比例逐漸增長，促使大型或高速起重機(jī)需求量不斷增長。起重量越來越大，工作速度越來越高，并對(duì)能耗和可靠性提出更高規(guī)定。起重機(jī)已成為自動(dòng)化生產(chǎn)流程中重要環(huán)節(jié)。起重機(jī)不但要容易操作，容易維護(hù)，并且安全性要好，可靠性要高，規(guī)定具備優(yōu)秀耐久性、無端障性、維修性和使用經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)前世界上最大浮游起重機(jī)起重量達(dá)6，500t，最大履帶起重機(jī)起重量達(dá)3，000t，最大橋式起重機(jī)起重量為1，200t，集裝箱岸邊裝卸橋小車最大運(yùn)營速度已達(dá)350m/min，堆垛起重機(jī)最大運(yùn)營速度是240m/min，垃圾解決用起重機(jī)起升速度達(dá)100m/min。

工業(yè)生產(chǎn)方式和顧客需求多樣性，使專用起重機(jī)市場不斷擴(kuò)大，品種也不斷更新，以特有功能滿足特殊需要，發(fā)揮出最佳效用。例如冶金、核電、造紙、垃圾解決專用起重機(jī)，防爆、防腐、絕緣起重機(jī)和鐵路、船舶、集裝箱專用起重機(jī)功能不斷增長，性能不斷提高，適應(yīng)性比以往更強(qiáng)。德國德馬格公司研制出一種飛機(jī)維修保養(yǎng)專用起重機(jī)，在國際市場打開了銷路。這種起重機(jī)安裝在房屋構(gòu)造上，跨度大、起升高度大、可過跨、停車精度高。在起重小車下面安裝有多節(jié)伸縮導(dǎo)管，與飛機(jī)維修平臺(tái)相連，并可作360度旋轉(zhuǎn)。通過大車和小車位移、導(dǎo)管升降與旋轉(zhuǎn)可使維修平臺(tái)到達(dá)飛機(jī)任一部位，進(jìn)行飛機(jī)維護(hù)和修理，極為快捷以便。

(2)模塊化和組合化

用模塊化設(shè)計(jì)代替老式整機(jī)設(shè)計(jì)辦法，將起重機(jī)上功能基本相似構(gòu)件、部件和零件制成有各種用途，有相似聯(lián)接要素和可互換原則模塊，通過不同模塊互相組合，形成不同類型和規(guī)格起重機(jī)。對(duì)起重機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，只需針對(duì)某幾種模塊。設(shè)計(jì)新型起重機(jī)，只需選用不同模塊重新進(jìn)行組合。可使單件小批量生產(chǎn)起重機(jī)改換成具備相稱批量模塊生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高效率專業(yè)化生產(chǎn)，公司生產(chǎn)組織也可由產(chǎn)品管理變?yōu)槟K管理。達(dá)到改進(jìn)整機(jī)性能，減少制導(dǎo)致本，提高通用化限度，用較少規(guī)格數(shù)零部件構(gòu)成多品種、多規(guī)格系列產(chǎn)品，充分滿足顧客需求。

當(dāng)前，德國、英國、法國、美國和日本知名起重機(jī)公司都已采用起重機(jī)模塊化設(shè)計(jì)，并獲得了明顯效益。德國德馬格公司原則起重機(jī)系列改用模塊化設(shè)計(jì)后，比單件設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)費(fèi)用下降12%，生產(chǎn)成本下降45%，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。德國德馬格公司還開發(fā)了一種KBK柔性組合式懸掛起重機(jī)，起重機(jī)鋼構(gòu)造由冷軋型軌組合而成，起重機(jī)運(yùn)營線路可沿生產(chǎn)工藝流程任意布置，可有叉道、轉(zhuǎn)彎、過跨、變軌距。所有部件都可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，再依照顧客不同需求和詳細(xì)物料搬運(yùn)路線在短時(shí)間內(nèi)將各種部件組合搭配即成。這種起重機(jī)組合性非常好，操作以便，能充分運(yùn)用空間，運(yùn)營成本低。有手動(dòng)、自動(dòng)各種形式，還能構(gòu)成懸掛系統(tǒng)、單梁懸掛起重機(jī)、雙梁懸掛起重機(jī)、懸臂起重機(jī)、輕型門式起重機(jī)及手動(dòng)堆垛起重機(jī)，甚至能構(gòu)成大型自動(dòng)化物料搬運(yùn)系統(tǒng)。

（3）輕型化和多樣化

有相稱批量起重機(jī)是在通用場合使用，工作并不很繁重。此類起重機(jī)批量大、用途廣，考慮綜合效益，規(guī)定起重機(jī)盡量減少外形高度，簡化構(gòu)造，減小自重和輪壓，也可使整個(gè)建筑物高度下降，建筑構(gòu)造輕型化，減少造價(jià)。因而電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)和梁式起重機(jī)會(huì)有更快發(fā)展，并將大某些取代中小噸位普通用途橋式起重機(jī)。德國德馬格公司通過幾十年開發(fā)和創(chuàng)新，已形成了一種輕型組合式原則起重機(jī)系列。起重量為1-63噸，工作級(jí)別為A1-A7，整個(gè)系列由工字形和箱型單梁、懸掛箱形單梁、角形小車箱形單梁和箱形雙梁等各種品種構(gòu)成。主梁與端梁相接以及起重小車布置有各種型式，可適合不同建筑物及不同起吊高度規(guī)定。依照顧客需要每種規(guī)格起重機(jī)均有三種單速及三種雙速供任意選取，還可以選用變頻調(diào)速。操縱方式有地面手電門自行移動(dòng)、手電門隨小車移動(dòng)、手電門固定、無線遙控、司機(jī)室固定、司機(jī)室隨小車移動(dòng)、司機(jī)室自行移動(dòng)等七種選取。大車及小車供電有電纜小車導(dǎo)電、DVS系統(tǒng)兩種方式。如此多選取項(xiàng)，通過不同組合，可搭配成百上千種起重機(jī)，充分滿足顧客不同需求。這種起重機(jī)另一最大長處是輕型化，自重輕、輪壓輕、外形尺寸高度小，可大大減少廠房建筑物建導(dǎo)致本，同步也可減小起重機(jī)運(yùn)營功率和運(yùn)營成本。與通用產(chǎn)品相比較，起重量為10t，跨度22.5m，通用雙梁橋式起重機(jī)自重是24t，起重機(jī)軌面以上高度1876mm，起重機(jī)寬度5980mm；德馬格起重機(jī)自重只有8.7t，重量輕了176%，起重機(jī)軌面以上高度為920mm，減少了104%，起重機(jī)寬度為2980mm，外形尺寸減少了100%。自動(dòng)化和智能化

起重機(jī)更新和發(fā)展，在很大限度上取決于電氣傳動(dòng)與控制改進(jìn)。將機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合，將先進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、光纜技術(shù)、液壓技術(shù)、模糊控制技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)自動(dòng)化和智能化。大型高效起重機(jī)新一代電氣控制裝置已發(fā)展為全電子數(shù)字化控制系統(tǒng)。重要由全數(shù)字化控制驅(qū)動(dòng)裝置、可編程序控制器、故障診斷及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、數(shù)字化操縱給定檢測等設(shè)備構(gòu)成。變壓變頻調(diào)速、射頻數(shù)據(jù)通訊、故障自診監(jiān)控、吊具防搖模糊控制、激光查找起吊物重心、近場感應(yīng)防碰撞技術(shù)、現(xiàn)場總線、載波通訊及控制、無接觸供電及三維條形碼技術(shù)等將廣泛得到應(yīng)用。使起重機(jī)具備更高柔性，以適合多批次少批量柔性生產(chǎn)模式，提高單機(jī)綜合自動(dòng)化水平。重點(diǎn)開發(fā)以微解決機(jī)為核心高性能電氣傳動(dòng)裝置，使起重機(jī)具備優(yōu)良調(diào)速和靜動(dòng)特性，可進(jìn)行操作自動(dòng)控制、自動(dòng)顯示與記錄，起重機(jī)運(yùn)營自動(dòng)保護(hù)與自動(dòng)檢測，特殊場合遠(yuǎn)距離遙控等，以適應(yīng)自動(dòng)化生產(chǎn)需要。(5)成套化和系統(tǒng)化

在起重機(jī)單機(jī)自動(dòng)化基本上，通過計(jì)算機(jī)把各種起重運(yùn)送機(jī)械構(gòu)成一種物料搬運(yùn)集成系統(tǒng)，通過中央控制室控制，與生產(chǎn)設(shè)備有機(jī)結(jié)合，與生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合。此類起重機(jī)自動(dòng)化限度高，具備信息解決功能，可將傳感器檢測出來各種信息實(shí)行存儲(chǔ)、運(yùn)算、邏輯判斷、變換等解決加工，進(jìn)而向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制指令。此類起重機(jī)還具備較好信息輸入、輸出接口，實(shí)現(xiàn)信息所有、精確、可靠地在整個(gè)物料搬運(yùn)集成系統(tǒng)中傳播。起重機(jī)通過系統(tǒng)集成，能形成不同機(jī)種最佳匹配和組合，取長補(bǔ)短，發(fā)揮最佳效用。當(dāng)前重點(diǎn)發(fā)展有工廠生產(chǎn)搬運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)，柔性加工制造系統(tǒng)，商業(yè)貨品配送集散系統(tǒng)，集裝箱裝卸搬運(yùn)系統(tǒng)，交通運(yùn)送和郵電部門行包貨品自動(dòng)分揀與搬運(yùn)系統(tǒng)等。

(6）新型化和實(shí)用化

構(gòu)造方面采用薄壁型材和異形鋼、減少構(gòu)造拼接焊縫，提高抗疲勞性能。采用各種高強(qiáng)度低合金鋼新材料，提高承載能力，改進(jìn)受力條件，減輕自重和增長外形美觀。橋式起重機(jī)橋架構(gòu)造型式大多采用箱形四梁構(gòu)造，主梁與端梁采用高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接，便于運(yùn)送與安裝。

在機(jī)構(gòu)方面進(jìn)一步開發(fā)新型傳動(dòng)零部件，簡化機(jī)構(gòu)?！叭弦弧边\(yùn)營機(jī)構(gòu)是當(dāng)今世界輕、中級(jí)起重機(jī)運(yùn)營機(jī)構(gòu)主流，將電動(dòng)機(jī)、減速器和制動(dòng)器合為一體，具備構(gòu)造緊湊、輕巧美觀、拆裝以便、調(diào)節(jié)簡樸、運(yùn)營平穩(wěn)、配套范疇大等長處，國外已廣泛應(yīng)用到各種起重機(jī)運(yùn)營機(jī)構(gòu)上。為使中小噸位起重小車構(gòu)造盡量簡化，同步減少起重機(jī)尺寸高度，減小輪壓，國外已大量采用電動(dòng)葫蘆作為起升機(jī)構(gòu)。為了減輕自重，提高承載能力，改進(jìn)加工制造條件，增長產(chǎn)品成品率，零部件盡量采用以焊代鑄，如減速器殼體、卷簡、滑輪等都用焊接構(gòu)造。減速器齒輪都采用硬齒面，以減輕自重、減小體積、提高承載能力、增長使用壽命。液壓推桿盤式制動(dòng)器應(yīng)用范疇也越來越大。此外，各機(jī)構(gòu)采用電動(dòng)機(jī)都向高轉(zhuǎn)速發(fā)展，從而減小電機(jī)基座號(hào)，減輕重量與減小外形尺寸，并可配用制動(dòng)力矩小制動(dòng)器。在電控方面開發(fā)性能好、成本低、可靠性高調(diào)速系統(tǒng)和電控系統(tǒng)，發(fā)展半自動(dòng)和全自動(dòng)操縱。采用機(jī)電儀液一體化技術(shù)，提高使用性能和可靠性，增長起重機(jī)功能。此后會(huì)更加注重起重機(jī)安全性，研制新型安全保護(hù)裝置。注重司機(jī)工作條件，應(yīng)用人體工程學(xué)設(shè)計(jì)司機(jī)室，減少司機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度。德國近年為解決起重機(jī)吊鉤防擺控制，開發(fā)了模糊邏輯電路控制技術(shù)，用神經(jīng)信息和模糊技術(shù)來尋找開始加速最佳時(shí)刻，將有經(jīng)驗(yàn)司機(jī)防擺實(shí)際操作數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制。模糊控制方式能擬定實(shí)行自動(dòng)工作控制指令，將人們主觀上模糊量通過模糊集合進(jìn)行數(shù)字化定量，再運(yùn)用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)像純熟司機(jī)同樣自如操作，獲得了更高效率和安全性。2工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1鋼絲繩選取2.1.1鋼絲繩種類鋼絲繩又叫鋼索，是用優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)度碳素鋼絲制成。鋼絲繩拉力強(qiáng)度高，耐磨損，是起重工作中最慣用繩索之一。它種類有諸多：（1）按鋼絲繩繩股數(shù)量不同可分為單股和多股。單股鋼絲繩剛性較大，不易撓曲。多股鋼絲繩是先由鋼絲擰成股，再由股擰成繩，隨著股數(shù)增長，股內(nèi)鋼絲愈細(xì)愈多，加上中間有個(gè)柔軟芯子，撓曲性也就愈好。這種鋼絲繩可以通過直徑較小滑輪或卷筒工作。在其重機(jī)械中，以六股和八股鋼絲繩應(yīng)用較多。（2）按鋼絲繩繩芯材料不同可分為纖維芯（如用劍麻、棉紗等制成）、石棉芯和金屬芯三種。它們各有其優(yōu)缺陷：用油浸纖維芯鋼絲繩，比較柔軟，容易彎曲，繩芯中含油較多，能潤滑鋼絲并能起到防止銹蝕作用，但不能在較高溫度下工作，不能承受橫向重壓（如在卷筒上纏繞多層鋼索）。用石棉芯鋼絲繩，除了比較柔軟，容易彎曲外，還可適應(yīng)在較高溫度下工作，但是也不能承受橫向重壓。金屬芯鋼絲繩，強(qiáng)度較大，能承受橫向重壓，并可在較高溫度下工作，但是鋼絲繩太硬，不易彎曲。（3）按鋼絲繩搓捻方向不同可分為右同向捻，左同向捻，右交互捻，左交互捻和混合捻等幾種。在鋼絲繩中，鋼絲搓捻方向和鋼絲股搓捻方向一致稱為同向捻，不一致稱為交互捻。相鄰兩股鋼絲捻向相反，則稱為混合捻。同向捻鋼絲繩表面平整，比較柔軟，易于彎曲。它與滑輪槽接觸面積大，單位面積壓力小，磨損也小，比交互捻鋼絲繩耐用。但由于繩股與鋼絲都以相似方向扭轉(zhuǎn)一定角度，使鋼絲繩在受力后具備一種反向回捻趨勢，吊重物時(shí)會(huì)使重物旋轉(zhuǎn)。另一方面，同向捻鋼絲繩還易于扭結(jié)、糾纏，給工作帶來不便，故普通只用于拖拉繩和牽引裝置上，不適當(dāng)用于起重機(jī)和滑輪組吊裝工作。交互捻鋼絲繩性能與同向捻鋼絲繩相反，雖然耐用限度較差，但使用比較以便，故多用于起重機(jī)和滑輪組上吊裝工作。綜上所述，此例決定采用纖維芯交互捻鋼絲繩。2.1.2鋼絲繩型號(hào)國產(chǎn)原則鋼絲繩品種型號(hào)較多，按抗拉強(qiáng)度分為140公斤/、155公斤/、170公斤/、185公斤/、200公斤/五個(gè)級(jí)別。標(biāo)記示范為：2.1.3鋼絲繩直徑選取依照經(jīng)驗(yàn)公式：式中————單根鋼絲繩最大工作拉力，N；————鋼絲繩破斷拉力總和，N；———鋼絲繩安全系數(shù)。已知G=750公斤，圖2.1為吊重時(shí)滑輪組受力狀況，G將由兩根鋼絲繩分擔(dān)，因而得到式中———滑輪組效率（因摩擦力所產(chǎn)生損失），普通為94%，即=0.94則也就是說，需要大概3910N力才干提高750公斤重物。再查得安全系數(shù)S=5圖2.1滑輪組受力狀況2.2卷筒和滑輪選取卷筒在吊車中起到省力作用。在此簡易吊車中，運(yùn)用了一組簡樸滑輪組裝置：一種定滑輪和一種動(dòng)滑輪。動(dòng)滑輪可以省一半力，而定滑輪可以變化力方向。而當(dāng)她們同步使用時(shí)，既可以省力，又可以變化力方向。人民通過長期實(shí)踐，對(duì)于卷筒和滑輪直徑計(jì)算，現(xiàn)已總結(jié)成了經(jīng)驗(yàn)公式：式中D卷筒和滑輪名義直徑，即槽底直徑，毫米；d鋼絲繩直徑，即繩外接圓直徑，毫米；e由鋼絲繩用途和工作類型決定系數(shù)。現(xiàn)已知d=6.2毫米，由冶金工業(yè)出版社出版《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版中冊(cè)表24-7查得，屬于輕級(jí)，取e=16，則取滑輪直徑?？紤]到提高速度和傳動(dòng)比規(guī)定，取卷筒直徑為。3傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)和計(jì)算手動(dòng)絞車是以人力做動(dòng)力，但對(duì)于起重量大起重機(jī)械，人力量是有限，且效率很低，于是就浮現(xiàn)了機(jī)動(dòng)絞車，它動(dòng)力普通是電動(dòng)機(jī)。要設(shè)計(jì)這種機(jī)動(dòng)絞車，就要懂得工作機(jī)構(gòu)在提高最大重量時(shí)所需要功率，并由此選取電動(dòng)機(jī)，設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置。3.1計(jì)算卷筒功率=PV式中P————卷筒鋼絲繩拉力，此例為=3910N；————卷筒鋼絲繩線速度，此例為吊鉤運(yùn)動(dòng)速度2倍=046米/秒。則=39100.46KW=1.8KW3.2計(jì)算卷筒轉(zhuǎn)速依照卷筒速度為，得到卷筒轉(zhuǎn)速為：式中————卷筒計(jì)算直徑是指按鋼絲繩橫截面中心量得直徑，單位：毫米此例為則3.3電動(dòng)機(jī)選取3.3.1電動(dòng)機(jī)類型選取電動(dòng)機(jī)是已經(jīng)系列化了原則產(chǎn)品。在設(shè)計(jì)中，重要依照所需電動(dòng)機(jī)輸出功率、工作條件及經(jīng)濟(jì)規(guī)定，從產(chǎn)品目錄中選取其類型、構(gòu)造形式、容量（功率）和轉(zhuǎn)速、并擬定其型號(hào)。由于三相交流異步電動(dòng)機(jī)（特別是鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)）具備構(gòu)造簡樸，工作可靠，價(jià)格便宜和維護(hù)以便等長處，因此應(yīng)用廣泛。特別在中小功率，不必調(diào)速而又長期帶動(dòng)穩(wěn)定或變動(dòng)載荷設(shè)備中用得較多。在選取電動(dòng)機(jī)類型時(shí)，重要考慮是：靜載荷或慣性載荷大小，工作機(jī)械長期持續(xù)工作還是重復(fù)短時(shí)工作，工作環(huán)境與否多灰塵或水土飛濺等方面。對(duì)于普通用途，無特殊規(guī)定工作機(jī)械（如機(jī)床，鼓風(fēng)機(jī)，水泵等）普通選用J2或JO2型電動(dòng)機(jī)。對(duì)于灰塵較多或水土飛濺地方（如磨粉機(jī)，碾米機(jī)，農(nóng)用機(jī)械，礦山機(jī)械等）則必要選用JO2型封閉自冷式電動(dòng)機(jī)。對(duì)于起動(dòng)載荷或慣性載荷較大機(jī)械（如持續(xù)運(yùn)送機(jī)械，壓縮機(jī)，錘擊機(jī)，柱塞式泵等），則宜選用JO3或JO2型電動(dòng)機(jī)。對(duì)于各種型式起重機(jī)，牽引機(jī)和冶金機(jī)械設(shè)備等，必要選用JZ，JZR型起重及冶金用三相異步電動(dòng)機(jī)。3.3.2電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速選取同一功率異步電動(dòng)機(jī)有每分鐘轉(zhuǎn)速為3000，1500，1000，750幾種。當(dāng)工作機(jī)械（如鼓風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)等）轉(zhuǎn)速較高時(shí)，普通選用同步轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分電動(dòng)機(jī)較為經(jīng)濟(jì)。如果工作機(jī)械轉(zhuǎn)速太低（即傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比太大），將導(dǎo)致傳動(dòng)裝置機(jī)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較高，因此需要全面考慮。在普通機(jī)械中1500和1000轉(zhuǎn)/分電動(dòng)機(jī)用得最多。它們適應(yīng)性大，供應(yīng)普遍。同步轉(zhuǎn)速為750轉(zhuǎn)/分電動(dòng)機(jī)，只有規(guī)定低轉(zhuǎn)速，在功率較大，起動(dòng)次數(shù)頻繁等狀況下才使用。3.3.3電動(dòng)機(jī)功率選取從類型來講，此例宜選用JZ型三相異步電動(dòng)機(jī)，由于此類電動(dòng)機(jī)具備較高機(jī)械強(qiáng)度及過載能力，能承受經(jīng)常機(jī)械沖擊及振動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，過載能力大，合用于經(jīng)常迅速起動(dòng)及機(jī)械制動(dòng)場合；從轉(zhuǎn)速來講，為了使傳動(dòng)裝置不至于太復(fù)雜，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不適當(dāng)太高；從功率來講，若考慮機(jī)械傳動(dòng)總效率在左右，則所需要電動(dòng)機(jī)功率為。依照以上分析，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》知，選取JZ-11-6型電動(dòng)機(jī)，其額定功率=2.2千瓦，滿載轉(zhuǎn)速=837轉(zhuǎn)/分。據(jù)以上選取所得電動(dòng)機(jī)型號(hào)查得相應(yīng)機(jī)座型號(hào)，從而可得有關(guān)安裝尺寸和電動(dòng)機(jī)尺寸參數(shù)，電動(dòng)機(jī)選用B3式機(jī)座，型號(hào)為JZ-11-6，有關(guān)尺寸參數(shù)如下：A=190，B=140，C=70，D=28，E=60，F(xiàn)=8，G=24，H=112，K=12，AB=245，AC=230，AD=190，HD=265，L=400，單位為mm。3.4計(jì)算總傳動(dòng)比圖3.1電動(dòng)機(jī)安裝及外形尺寸3.5擬定傳動(dòng)方案，畫出傳動(dòng)示意圖為了獲得降速比，可以采用原則兩級(jí)圓柱齒輪減速器，按冶金工業(yè)出版社出版《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版中冊(cè)表17-25查得，比較接近只有名義傳動(dòng)比為20，減速器高速軸許用功率=2.68千瓦，總中心距為250毫米，屬于重型減速器。其標(biāo)記為：畫出傳動(dòng)示意圖得到第一種傳動(dòng)方案，由于減速器實(shí)際傳動(dòng)比為20.17，比規(guī)定偏大，但又找不到其他更適當(dāng)減速器，因而決定自行設(shè)計(jì)一種傳動(dòng)裝置方案，由帶傳動(dòng)和開式齒輪傳動(dòng)構(gòu)成，其傳動(dòng)示意圖如圖3.2所示。3.6分派傳動(dòng)比依照冶金工業(yè)出版社出版《機(jī)械設(shè)計(jì)自學(xué)入門》表19-2推薦各類傳動(dòng)機(jī)構(gòu)單級(jí)傳動(dòng)比范疇，可將總傳動(dòng)比=19.6分派為=4，=4.9或=3.4，=5.76，使齒輪傳動(dòng)比稍不不大于帶輪傳動(dòng)比，這樣可經(jīng)濟(jì)某些。一對(duì)嚙合齒輪傳動(dòng)比最佳不是整數(shù)，這樣有利齒輪均勻磨損。同步考慮到要增長小帶輪包角，最后決定采用第二組傳動(dòng)比。圖3.2傳動(dòng)示意圖3.7計(jì)算效率、驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)功率推薦各類傳動(dòng)機(jī)構(gòu)效率和其他資料，可以得到：=0.96，=0.94，0.99則=因而這闡明前面所選電動(dòng)機(jī)功率是足夠。3.8計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩已知=2.2千瓦、=837轉(zhuǎn)/分，=3.4，=5.76，=0.96，=0.94，=0.99，則各軸轉(zhuǎn)速為：電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)速小齒輪軸轉(zhuǎn)速卷筒軸轉(zhuǎn)速各軸功率為：電動(dòng)機(jī)軸功率小齒輪軸功率卷筒軸功率比卷筒實(shí)際所需要功率=1.8千瓦要大某些，因而能保證正常工作。各軸轉(zhuǎn)矩為：吊車在起重時(shí)，卷筒受力狀況如圖3.3所示，在鋼絲繩最大拉力作用下產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩為：方向?yàn)轫槙r(shí)針。但是吊車要提高重物，卷筒應(yīng)當(dāng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)才行。因而必要使小齒輪給大齒輪施加一種作用力F，使大齒輪產(chǎn)生逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)矩，并且還要使不不大于，才干提高起重物。而這個(gè)F力是由電動(dòng)機(jī)額定功率=2.2千瓦傳遞來，即電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)矩小齒輪軸轉(zhuǎn)矩卷筒軸轉(zhuǎn)矩計(jì)算成果表白，不不大于，可以使卷筒得到逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到提高起重物目?，F(xiàn)將以上計(jì)算所得數(shù)值列于下表，以備背面進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計(jì)和計(jì)算時(shí)使用。圖3.3卷筒受力分析表3.1傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表電動(dòng)機(jī)軸小齒輪軸卷筒軸傳動(dòng)比3.45.76轉(zhuǎn)速n,轉(zhuǎn)/分837246.242.7功率N，千瓦2.22轉(zhuǎn)矩，J25.181.93439.23.9制動(dòng)器選取此吊車是靠電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)提高和卸下重物?？紤]到工作中必要停止，應(yīng)設(shè)有一種制動(dòng)裝置（涉及制動(dòng)器及其附件）。制動(dòng)裝置是用來對(duì)運(yùn)動(dòng)著軸產(chǎn)生阻力矩，并使軸不久地減速或停止轉(zhuǎn)動(dòng)裝置。制動(dòng)器選取是依照吊車提高最大重物時(shí)制動(dòng)力矩要不不大于軸上最大轉(zhuǎn)矩原則進(jìn)行。即式中————制動(dòng)安全系數(shù)，見表3.2。此例屬于輕級(jí)工作類型，取=1.5；————被制動(dòng)軸最大轉(zhuǎn)矩，J,表3.2制動(dòng)安全系數(shù)工作類型K制輕級(jí)1.5中級(jí)1.75重級(jí)2特重級(jí)2.5那么被制動(dòng)軸要選哪一根好呢？本例中有三根軸，可有三個(gè)不同方案。它們優(yōu)缺陷比較，見表3.3通過表3.3三種方案分析，決定采用第三種方案，即以小齒輪軸作為被制動(dòng)軸，此軸轉(zhuǎn)矩表3.1可以懂得，其制動(dòng)力矩為：按冶金工業(yè)出版社出版《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版中冊(cè)表24-44查得，可選用電磁閘瓦制動(dòng)器JWZ—200。其產(chǎn)生制動(dòng)力矩，當(dāng)負(fù)荷持續(xù)率為JC=25%時(shí)，為=156.8J，正好不不大于122.9J，完全可以達(dá)到制動(dòng)目。這個(gè)制動(dòng)器標(biāo)記為：JWZ-200制動(dòng)器ZB112-62。3.10傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算3.10.1帶傳動(dòng)已知帶所傳遞名義功率=2.2千瓦，參照冶金工業(yè)出版社出版《機(jī)械設(shè)計(jì)自學(xué)入門》表7-4，其詳細(xì)計(jì)算環(huán)節(jié)如下：選用工作狀況系數(shù)=1.3，則計(jì)算功率為：依照=2.86千瓦和=837轉(zhuǎn)/分，查得為A型膠帶；參照冶金工業(yè)出版社出版《機(jī)械設(shè)計(jì)自學(xué)入門》表7-3和7-6，選用小帶輪直徑為=125毫米；大帶輪直徑，符合原則值；驗(yàn)算帶速度為，故合用；表3.3方案比較序號(hào)方案優(yōu)缺點(diǎn)1電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)矩小，制動(dòng)力矩也小，可選用小型電磁閘瓦制動(dòng)器，制動(dòng)輪能和小帶輪做成一體，但缺陷是電動(dòng)機(jī)軸懸重較大，更重要是制動(dòng)輪表面線速度較高，在制動(dòng)過程中發(fā)熱嚴(yán)重，會(huì)減少制動(dòng)輪帶面摩擦系數(shù)，影響制動(dòng)輪壽命。2卷筒軸轉(zhuǎn)速低，轉(zhuǎn)矩大，制動(dòng)力矩也大，高達(dá)M制≥1.5×4484≥6726公斤·厘米，要選用較大電磁閘瓦制動(dòng)器，所需制動(dòng)輪直徑（400毫米）和寬度（190毫米）也都較大，裝配時(shí)受到相鄰兩軸空間位置限制，構(gòu)造上也許無法實(shí)現(xiàn)。3小齒輪軸轉(zhuǎn)速介于上面兩者之間，位置也足夠，且布置均勻，構(gòu)造緊湊。初定中心距從構(gòu)造上考慮，取=800毫米；三角膠帶計(jì)算長度為=1600+863.5+28.13=2491.63毫米選用A型帶相近計(jì)算長度=2533毫米，其內(nèi)周長=2500毫米；實(shí)際中心距應(yīng)為：驗(yàn)算小帶輪包角不不大于，故合用計(jì)算三角膠帶根數(shù)z.,當(dāng)=5.48米/秒，A型膠帶小帶輪直徑=125毫米時(shí)，查得單根膠帶所能傳遞功率=0.95千瓦；當(dāng)=時(shí)，查得；再查得從而得到取=3根3.10.2齒輪傳動(dòng)一方面擬定齒數(shù)。已知=5.7，初選22，則誤差0.35%，不大于4%是容許。再擬定模數(shù)。已知=22，=246.2轉(zhuǎn)/分，=2.1千瓦，若大，小齒輪選用材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)解決。查冶金工業(yè)出版社出版《機(jī)械設(shè)計(jì)自學(xué)入門》表8-7得當(dāng)=22時(shí)，齒形系數(shù)為Y=0.270；再查表8-6得雙向工作許用彎曲應(yīng)力，取開式齒輪傳動(dòng)齒寬系數(shù)、載荷系數(shù)K=1.4，計(jì)算模數(shù)為：而按冶金工業(yè)出版社出版《機(jī)械設(shè)計(jì)自學(xué)入門》圖8-24查得m=3.25毫米，為安全起見，決定取原則模數(shù)為m=3.5毫米。計(jì)算齒輪幾何尺寸如下：小齒輪分度圓直徑大齒輪分度圓直徑小齒輪齒頂圓直徑大齒輪齒頂圓直徑小齒輪齒根圓直徑大齒輪齒根圓直徑中心距大、小齒輪齒寬B3.11畫出總體構(gòu)造方案圖總體構(gòu)造方案圖如圖3.4所示圖3.4總體構(gòu)造方案圖4構(gòu)造設(shè)計(jì)4.1初算各軸最小直徑軸是構(gòu)成機(jī)器重要零件之一。一切作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)零件（例如齒輪、蝸輪等），都必要安裝在軸上才干進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力傳遞。因而軸重要功用是支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。小齒輪軸直徑：該軸選用材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)解決。由于小齒輪齒根到鍵槽底部距離e<,因此齒輪和軸得做成一體，叫做齒輪軸。卷筒軸直徑：該軸選用材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)解決，取A=12。則取原則直徑為=45毫米。4.2帶輪構(gòu)造已知選用A型膠帶，查冶金工業(yè)出版社出版《機(jī)械設(shè)計(jì)自學(xué)入門》中表7-10計(jì)算得：=3.5毫米=7.5毫米=12毫米毫米=12.5毫米==14毫米；輪槽數(shù)=3;輪寬B毫米；外徑=毫米；孔徑d等于電動(dòng)機(jī)軸直徑，查得JZ-11-6型電動(dòng)機(jī)軸直徑=35毫米；帶輪材料選為HT20-40灰鑄鐵；帶輪構(gòu)造型式查得為實(shí)心輪。當(dāng)大帶輪計(jì)算直徑=425毫米時(shí)，，，，，，，,z,B等，都和小帶輪同樣；外徑毫米；孔徑d等于和它裝配軸頭直徑，由前面計(jì)算得。應(yīng)為28毫米，因帶輪較大，而孔徑較小，構(gòu)造上不相稱，故取=38毫米；大帶輪材料也選HT20-40灰鑄鐵；大帶輪構(gòu)造型式查得為四橢圓輪輻；輪緣內(nèi)徑毫米；輪轂外徑毫米；輪轂寬度毫米；對(duì)于四橢圓輪輻帶輪，毫米式中————膠帶所傳遞功率，此例=2.1千瓦；————帶輪轉(zhuǎn)速，此例=246.2轉(zhuǎn)/分。代入上式得到：毫米；然后計(jì)算得到：4.3齒輪構(gòu)造小齒輪，由于〈160毫米，做成實(shí)心構(gòu)造，材料用45號(hào)鋼，正火解決。大齒輪，由于160毫米〈〈500毫米，做成腹板式構(gòu)造，材料用45號(hào)鋼，正火解決。輪緣內(nèi)徑齒輪孔徑d等于與其相配軸徑，由軸構(gòu)造設(shè)計(jì)決定，現(xiàn)擬定=55毫米；輪緣外徑輪緣寬度輻板厚度輻板上孔數(shù)由齒輪構(gòu)造尺寸決定?？紤]到大齒輪要和卷筒卷體組裝，不能按普通經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，只得初步擬定孔數(shù)為八個(gè)，孔徑孔圓周定位尺寸至少要不不大于卷筒擋板直徑，故擬定為355毫米。4.4卷筒構(gòu)造普通采用圓柱形卷筒，可以做成整體鍛造、焊接或組合三種型式。焊接卷筒與鍛造卷筒相比，能減輕重量30%~40%，特別是單件生產(chǎn)時(shí)，用焊接卷筒可不用木模，還能減少成本。此例采用組合卷筒，沿卷筒軸向聯(lián)接構(gòu)造。在大多數(shù)狀況下，鋼絲繩在卷筒上只繞一層。為了引導(dǎo)繩索，以免鋼絲繩纏繞時(shí)互相摩擦，卷筒表面做成螺旋槽面。只有用手驅(qū)動(dòng)卷筒或因構(gòu)造上因素，而必要用多層纏繞時(shí)才容許用光面卷筒。卷筒繩槽面如圖所示。其幾何尺寸可參照冶金工業(yè)出版社出版《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版中冊(cè)表24-19進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。此例，d=6.2毫米，=200毫米，=206.2毫米，h=2.5毫米，p=8毫米，R=4毫米，r=0.5毫米。由于此吊車規(guī)定不高，為簡化工藝也可做成光面卷筒。工作時(shí)，鋼絲繩在卷筒表面偏斜角不能太大，否則纏繞鋼絲繩將發(fā)生疏密不均或亂扣現(xiàn)象。為此，當(dāng)鋼絲繩繞到卷筒兩側(cè)時(shí)，對(duì)于光面卷筒偏斜角不得不不大于，即，也就是卷筒前面安裝第一種轉(zhuǎn)向滑輪中心線到卷筒中心線距離A要不不大于卷筒長度L5倍。式中————卷筒上有螺旋槽某些有效長度，毫米；————最大提高高度，=2500毫米；————卷筒繩槽節(jié)距，=8毫米；————卷筒端部無繩槽某些長度，可有構(gòu)造需要決定=59毫米；————附加長度，涉及固定鋼絲繩所需要長度和為減少鋼絲繩末端在卷筒上固定處（接頭）作用力必要長度。=81毫米。將詳細(xì)數(shù)據(jù)代入上式。得到：卷筒壁厚按下列公式擬定：鍛造卷筒焊接卷筒此例擬定為鍛造卷筒，鋼絲繩末端在卷筒上固定規(guī)定牢固可靠，便于裝拆，檢查。其中最慣用辦法是用壓板和螺栓進(jìn)行固接?？紤]到卷筒一端和大齒輪作軸向聯(lián)接，另一端和端蓋作軸向聯(lián)接，故把卷筒設(shè)計(jì)成所示構(gòu)造形式，其材料為ZG354.5滑輪構(gòu)造此例做成實(shí)體輪。————滑輪名義直徑，=120毫米；————滑輪計(jì)算直徑是指從鋼絲繩橫截面中心量得直徑，————滑輪繩槽角，普通為。4.6升臂桿和支撐桿構(gòu)造4.6.1升臂桿和支撐桿尺寸如圖4.1所示，由于起升最大高度，再考慮活動(dòng)滑輪裝置對(duì)起升高度影響，預(yù)計(jì)升臂桿頂端離地面高度約為3230毫米，若升臂桿傾斜角為，則在直角三角形ACM中，，取AC=3500毫米。這個(gè)長度，經(jīng)校核，也使A超過卷筒長度五倍以上。支撐桿頂端B點(diǎn)約位于AC2/3處，現(xiàn)取AB=2250毫米，圖中為BA、BD投影角度，即BA與BN夾角。在ABN中，可運(yùn)用正弦定理求出：-圖4.1求升臂桿、支撐桿長度在直角三角形中，圓整后取==。4.6.2依照強(qiáng)度條件、決定升臂桿材料和斷面尺寸依照力學(xué)常識(shí)，由圖4.2可以分析出升臂桿受力狀況。這里為分析問題以便，咱們將升臂桿放平畫出，A點(diǎn)和B點(diǎn)畫成固定支座，如圖所示。此處升臂桿相稱于二支座懸臂梁，為平面任意力系。作用在上面外力，已知有G、，若取XOY直角坐標(biāo)系，就可以運(yùn)用平衡條件。求出桿件A點(diǎn)和B點(diǎn)支反力。為了求，可設(shè)各力對(duì)A點(diǎn)力矩之和為零，見圖4.3即：圖4.2升臂桿受力分析圖4.3求力式中、、為A點(diǎn)到G、、各力作用線距離，也就是力臂之長。因此得到750*9.8*1750-399*9.8*426.5-*769.5=0=現(xiàn)按XOY直角坐標(biāo)系，將各力分解為X和Y坐標(biāo)分力，得到：。依照X方向分力和為零平衡條件，可得：依照Y方向分力和為零平衡條件，可得：負(fù)號(hào)闡明與圖上假設(shè)方向相反。從圖4.3可以看出，升臂桿AC在外力作用下，將同步承受拉壓、剪切和彎矩，但是以彎矩為主。其最大彎矩及相應(yīng)截面位置，依照材料力學(xué)有關(guān)知識(shí)可知，最大彎矩在B之座處：若升臂桿選用熱扎方鋼，其材料為A3，參照冶金工業(yè)出版社出版《機(jī)械設(shè)計(jì)自學(xué)入門》表2-5，查得許用彎曲應(yīng)力，考慮到提高重物開始和停止瞬間有沖擊載荷，應(yīng)恰當(dāng)減少許用彎曲應(yīng)力，現(xiàn)取，依照強(qiáng)度條件式中————抗彎斷面系數(shù)，，與斷面形狀和中性軸位置關(guān)于。對(duì)于熱方鋼，若邊長為,則。因此按冶金工業(yè)出版社出版《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版上冊(cè)表2-22，選用邊長=65毫米，長度為3550毫米熱扎方鋼。4.6.3依照強(qiáng)度條件，決定支撐桿材料和斷面尺寸由于支撐桿受到一種與大小相等，方向相反作用力作用，運(yùn)用平行四邊形法則，將分解為相等和兩個(gè)力，即兩個(gè)支撐桿受到兩個(gè)相等壓力。已知二支撐桿夾角為，依照余弦定理得到：因則若選支撐桿為熱扎方鋼，其材料為A3許用壓力應(yīng)按冶金工業(yè)出版社出版《機(jī)械設(shè)計(jì)自學(xué)入門》表2-2，選用，則。依照強(qiáng)度條件公式式中A————鋼材橫截面積，。對(duì)于方鋼，其邊長為，則A=。因而，因此按冶金工業(yè)出版社出版《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版上冊(cè)表2-22查得，只要選用=7毫米熱扎方鋼，就能承受得起772公斤壓力。與此同步，支撐桿還受到一種與大小相等、方向相反作用力。它將由BD、BE兩個(gè)支撐桿分擔(dān)，各為，是兩個(gè)桿彎矩力，兩個(gè)桿相稱于懸臂梁，最大彎矩在固定端D和E處，其最大值為乘以D（或E）點(diǎn)到力作用線距離DK（或EK）。在直角三角形中。DK=EK=，即若已知A3鋼許用彎曲應(yīng)力，依照彎曲強(qiáng)度條件公式則按冶金工業(yè)出版社出版《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版上冊(cè)表2-22查得，選用邊長=68毫米，長為2050毫米熱扎方鋼。從以上計(jì)算可以看出，這兩根支撐桿只要承受彎矩力，只要彎曲強(qiáng)度足夠，壓縮強(qiáng)度是不成問題。4.7畫制動(dòng)輪裝置和卷同裝置構(gòu)造圖在已知制動(dòng)輪、卷筒、齒輪、帶輪構(gòu)造尺寸和軸最小直徑前提下，就可以進(jìn)行制動(dòng)裝置和卷筒裝置構(gòu)造設(shè)計(jì)和畫圖工作。它涉及到軸承選取和軸構(gòu)造設(shè)計(jì)。本例中兩根軸是支承在軸承座聲，由于安裝時(shí)不也許絕對(duì)保證兩頭軸承座同軸性，因而軸承宜選用1000型滾動(dòng)軸承。按冶金工業(yè)出版社出版《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》第一版表19-9查得，可選取1209型雙列向心球面軸承。再依照它外徑D=85毫米，按該手冊(cè)表19-42選取GZ-85軸承座，按表19-46選取悶蓋,按該手冊(cè)表24-9選取螺紋聯(lián)接某些尺寸為旋蓋式油杯。透蓋有原則可查，依照軸承座孔徑和透蓋孔軸徑選用。4.8繪制吊車總裝配圖機(jī)架都是鋼構(gòu)造，可用槽鋼和角鋼焊接而成，在畫總裝圖時(shí)，還要考慮帶張緊方式，此例是用螺栓來調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)位置。4.9拆畫重要零件圖為了便于制造，必要依照總裝圖和部件裝配圖，來拆畫重要零件圖。如大齒輪、大帶輪、小齒輪軸、卷筒軸，制動(dòng)輪等零件。5設(shè)計(jì)小結(jié)5.1小結(jié)本次設(shè)計(jì)主題為簡易吊車。在諸多任務(wù)廠車間中經(jīng)常會(huì)用到一種簡易小車，用于起吊、搬運(yùn)某些小型機(jī)械設(shè)備，而這種小車就是簡易吊車。而我在此設(shè)計(jì)吊車即是以其為模板。此簡易吊車重要由減速器、吊掛系統(tǒng)和帶輪傳動(dòng)構(gòu)成。該簡易吊車工作原理是：帶輪將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)能傳遞到齒輪在傳動(dòng)到齒輪上，最后帶動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn)，拉動(dòng)鋼絲繩克服重物重力使重物垂直上升，達(dá)到起升物體目。在設(shè)計(jì)之初，咱們運(yùn)用已知數(shù)據(jù)條件，對(duì)傳動(dòng)方案選取，擬定了總體構(gòu)造方案和對(duì)有關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算,其中涉及選取適當(dāng)傳動(dòng)方案和對(duì)吊車各個(gè)零件設(shè)計(jì)計(jì)算以及校核。在依照計(jì)算和查得數(shù)據(jù)和尺寸，畫出簡易吊車總裝配