论文总字数：14900字

摘 要

随着我国的综合国力的不断提高，我国需要从一个农业大国转变成一个机械强国，所以国家需要大力发展实体行业，如机械行业，土木行业等一系列可以支撑一个国家综合实力的行业。而这些实体行业的发展都离不开大型机械的操作，比如起重机设备。起重机的起升机构组成包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器，带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。桥式起重机是工矿企业常用的基础机械设备,它由钢结构主梁、端梁组成支架系统，由大车机构、小车机构、起升机构组成运动工作系统。将其支承在厂房或者露天货场高架上空的轨道上,钢结构系统在大车机构的工作下沿轨道纵向运行,钢结构主梁上的起重小车沿安装在主梁上轨道横向运行,形成起重机的矩形作业空间。

本次课题就十吨桥式起重机起升机构做设计计算，需要满足实际的工作情况和达到一定的工作要求。确定起升机构传动方案，确定起升机构工作级别，对起升机构的主要部件卷筒、钢丝绳、滑轮等钢丝绳卷绕系统，电动机、联轴器、减速器等驱动装置进行设计计算，验证卷筒壁压应力，卷筒应力，确定吊钩装置构造方案，吊钩横梁，滑轮轴的计算等。对起升机构运行的过程，包括起升速度、起升和制动时间进行计算和验算。

关键词：桥式起重机；传动方案；卷绕系统；驱动装置

Design of lifting Mechanism of 10t Crane

Abstract

With the continuous improvement of China"s comprehensive national strength, China needs to transform from a large agricultural country to a mechanical power. Therefore, the country needs to vigorously develop physical industries, such as the machinery industry and the civil engineering industry, which can support a country"s comprehensive strength. The development of these physical industries is inseparable from the operation of large machinery, such as crane equipment. The hoisting mechanism of the crane consists of an electric motor, a brake, a reducer, a reel and a pulley block. The motor drives the reel through the reducer to rotate the reel, and the wire rope is wound around the reel or lowered from the reel to lift and lower the weight.

The bridge crane is a basic mechanical equipment commonly used by industrial and mining enterprises. It consists of a steel structure main beam and end beam to form a bracket system. The vehicle working mechanism is composed of a cart mechanism, a trolley mechanism and a hoisting mechanism. Supporting it on the track above the elevated height of the factory building or open storage yard, the steel structure system runs longitudinally along the track under the work of the cart mechanism, and the lifting trolley on the main beam of the steel structure runs laterally along the track mounted on the main beam to form a crane. Rectangular workspace.

This project is designed and calculated for the ten-ton bridge crane hoisting mechanism, which needs to meet the actual working conditions and meet certain working requirements. Determine the lifting mechanism transmission plan, determine the working level of the lifting mechanism, design and calculate the wire rope winding system, motor, coupling, reducer and other driving devices for the main components of the lifting mechanism, such as the reel, wire rope, pulley, etc. The stress of the cylinder wall, the stress of the drum, the construction scheme of the hook device, the calculation of the hook beam and the pulley shaft, and the like. The calculation of the hoisting mechanism, including the lifting speed, lifting and braking time, is calculated and checked.

Keywords:Transmission scheme,Winding system, actuating device

目 录

摘要 l

Abstract ll

第一章 引言 1

1.1起重机的发展过程 1

1.1.1 整个起重机械行业的发展 1

1.1.2起重机械在国外的发展方向 1

1.1.3起重机械在国内的发展方向 2

1.2桥式起重机的简介 2

1.3本次课题设计的研究内容和意义 3

1.3.1本课题设计的主要内容和设计数据 3

1.3.2课题的选题背景与意义 3

1.3.3 本文主要研究课题的技术方案 4

第二章 起升机构主要部件的设计计算 5

2.1桥式起重机的主要参数 5

2.2起升机构传动方案的确定 5

2.3 确定吊钩和滑轮组 7

2.4 钢丝绳的计算 7

2.4.1 钢丝绳进出滑轮时的允许偏角: 7

2.5 卷筒的计算 7

2.5.1 卷筒材料 7

2.5.2 卷筒壁压应力验算 8

2.6 绳端固定装置的计算 8

2.7 取物装置 9

2.7.1 确定吊钩装置构造方案 9

2.7.2 吊钩主体结构的主要尺寸的计算 10

2.7.3 吊钩强度验算 10

2.7.4 吊钩弯曲部分断面A-A强度验算 10

2.7.5 吊钩弯曲部分断面B-B强度验算 11

2.7.6 轴承的选择 12

2.7.7 吊钩横梁的计算 12

2.7.8 滑轮轴的计算 13

2.7.9 拉板的强度校核 14

第三章 起升运行机构设计 16

3.1 力矩的计算 16

3.1.1 平稳上升阶段 16

3.1.2 平稳下降阶段 17

第四章 结束语 18

致 谢 19

参考文献 20

引 言

1.1起重机的发展过程

在14世纪的时候，西欧就已经出现了起重机，不过那时候的起重机都是用人力或者畜力来驱动它的，到了19世纪的时候桥式起重机就已经慢慢的出现了，人们渐渐地用水力来取代人力，去驱动起重机，到了工业革命过后，西方进入了蒸汽时代，人们也逐渐的用瓦特发明的蒸汽机去替代水力作为驱动愿。到了20世纪20年代，电气和内燃机的迅速兴起，以电动机和内燃机为动力源的起重机迅速发展起来。直到现在许多的起重机都是以这种形式来工作的。

近代以来，起重机逐渐的传入到了中国，中国的起重机行业得到了迅速的发展，到现在为止中国已经有好几十家能够自主研发和生产起重机了。刚开始的时候，中国的起重机主要是运用在汽车方面，叫做汽车起重机，进过了几十年的迅猛发展，中国的起重机已经不仅仅是在汽车方面的运用了，而是已经涉及到每个领域。而且随着网络的兴起现在的汽车起重机已经越来越达到一种半智能化的水准。而且近些年来中国的起重机行业的发展已经进入到了黄金时期，在技术和质量方面得到了长足的进步。据统计现在国家的起重机年均复合增长率已经达到了15%左右，甚至超过了西方一些发达国家。中国在水里和交通基础设施方面的发展使得起重机行业得到了广大的市场需求，带动了一些列的起重机行业兴起。据官方的报到起重吨数在8~20吨左右的起重机的需求量是最大的。

起重机机械是现代化生产必不可少的重要机械设备，它对于减轻繁重的体力劳动、提高劳动生产率和实现生产过程的机械化、自动化及改善人民的物质、文化生活都具有重大的意义。起重机械广泛应用于工矿企业、港口码头、车站仓库、建筑工地、海洋开发、宇宙航行等各个工业部门，可以说陆地、海洋、空中、民用、军用各个方面都有起重机械在进行着有效的工作。

1.1.1 整个起重机械行业的发展

由于现代科学技术的快速发展，国家的实体行业的产生规模已经趋向于集中化，扩大化和网络化。行业的效率随着自动化技术的不断完善发展，效率变得越来越高。起重机在我们现在的日常生活中已经可以随处可见了，而且起重机在日常生活中扮演的角色越来越重要，当然它的作用也就越来越大了。当工作环境和天气非常恶劣的话，对起重机的要求也越来越高，因此如何设计起重机也是一个非常严肃的问题。尤其是当计算机和互联网出现了以后，许多的先进的科学的设计理念被引用进来，这些为起重机的发展创造出了良好的铺垫。起重机刚开始的时候的设计都是比较笨重，而且外观看起来都不太美观，经过几十年的发展，起重机的发展已经开始向简便和多样化方面靠拢。有一大部分的起重机都是在很多场合都可以是通的，工作量相对来说比较小。这些起重机体积大，应用广泛。 鉴于整体效益，起重机需要尽可能地减少结构的高度，简化结构，减少自重和车轮压力，以及整个建筑物的高度，减轻建筑结构和成本。桥式起重机的结构简单而且体积也相对比较小，所以以后桥式起重机是一种发展趋势。并将取代大部分中小吨位的一般用途桥式起重机。 正是因为现代科学技术发展的越来越快，工业效率和维护也越来越快，所以这些起重机很大并且被广泛使用。

1.1.2起重机械在国外的发展方向

芬兰的一家Kone起重机公司是专门为某火力发电厂生产的起重机，这家公司生产的起重机大大简化了设备的结构，并且降低了自身的重量，同时也降低了生产的成本。这家公司将起重机中的起升机构里面的减速器机构的外壳与小车架的一端设计在一起了，并且让卷绕系统的一端和减速器相连接，这样就可以大大的减少了小车架的整体结构。如果没有这样设计的话依然还会使得整个起重机看起来如此的庞大，而且成本也会很高。

但是尽管如此，还是有些国家会将起重机设计成一个庞大的体积，这样也有利于起重机的自身稳定性。例如德国的Demag公司是一家制造飞机的公司，在制造飞机的过程中采取了一套很前卫的单轨运输系统，很大程度上减轻了运输的环节。而且随着世界的经济发展的越来越快，起重机和吊运的幅度也需要越来越大，所以就更加的需要将起重机械体积做大，以便使其稳定。

1.1.3起重机械在国内的发展方向

对于国内的起重机而言，国内的起重机比较倾向于减轻自重，优化结构设计，并且还要提高整体的技术性能指标，以达到最优效果。例如在10~50t的范围内的桥式起重机中，基本上都是采用半偏轨的主梁结构来设计的和正规主梁结构相比，已经减少了结构中间的加强筋，从而达到减轻整体重量的效果。同时也减少了加工的工时。另外国内的起重机械也在充分的吸收和采纳国外的起重机械的优秀技术，例如起重机上的小车机构就借鉴了德国Demag公司的“三合一”驱动装置，起重吊钩也换了位置，直接放在了梁的内侧，就是为了防止吊钩收到主梁的影响，同时也提高了运行机构性能与寿命，这样安装的话，其起重机的结构也显得非常紧凑，外形也很美观，同时也给它的安装和维修带来了很大的方便。

1.2桥式起重机的简介

起重机械和其它自然科学一样，是人类生产斗争经验的总结，它是随着人们的生产实践逐渐发展并不断丰富善的。桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。桥式起重机是生产车间、料场、电站厂房和仓库中为实现生产过程机械化与自动化，减轻体力劳动，提高劳动生产率的重要物品搬运设备。桥式起重机安装在厂房高处两侧的吊车梁上，整机可以沿铺设在吊车梁上的轨道纵向行驶。而起重小车又可沿小车轨道横向行驶，吊钩则作升降运动。

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