第頁起重機的結構設計目錄TOC\o"1-2"\h\u143701緒論 124301.1起重機簡述 14351.2起重機的類別 3110501.3中國起重設備發展現狀 3132372起重機整體結構設計方案 565782.1運行機構設計 5321452.2起升機構設計 547022.3安全裝置 6196922.4設備參數 6173613運行機構設計 8305013.1確定汽車起重設備運行機構形式 8128173.2確定起重設備運行機構的驅動裝置 8275873.3電動機選擇 89543.4減速器的設計 1080324起升機構的設計 18188824.1起升機構的驅動形式 1868614.2起升機構設計計算 1878124.3卷筒的設計 19144754.4吊鉤的選用 207650結論 221緒論1.1起重機簡述19世紀初，起重設備開始存在。

起重設備裝置的一些易損壞的零件，如軸和傳動裝置齒輪，開始用一些堅硬的金屬的材料進行制成。20世紀初，隨著電力行業的浮現和發動機產業的快速浮現，以傳動裝置或內燃機為動力的起動裝置顯現在人們的世界中。隨著各個工業行業制造程度的逐步增加，對產品有著愈來愈多的不同的要求。為了滿足實際國內工業產業的發展，專用起重設備紛紛浮現在人們的世界中來

在現如今的世界環境下，起重設備已經變為在工業行業中必不可少的裝備，起重設備在促進工業行業發展中發揮著不可估量的主導作用。

它對中國機械行業的進步起到了巨大的推動作用。在道路橋梁或者房屋等工程建設施工中，我們往往能夠見到起重設備的身影，是因為在這些工程中往往用到大量的材料、部件和成品，并且在庫房和其他地方的設備修理都將會需要使應用起重裝置，用于連續操作。汽車起重設備是一種多用途的建筑機械，在移動速度方面它有著走得快，運動靈活，并且不需要應用到外部任何能源的多種優點，在路邊街道維護上我們經常能夠看到它的身影。因此，它被廣泛應用于各行各業中。

由于油壓技術的特性，為了防止在起重作業的工作中受到振動和惡劣情況的影響，汽車起重設備應用了油壓技術，由于油壓技術的特性，在很多的設備中都使用了油壓設備進行抗振。

由于設備的操作方式較于簡單，并且在操作的準確度方面來說要求較低，所以系統大部分以人工手動操作為主，沒有利用高精度的儀器加以操作。汽車起重設備是將汽車作為起重設備中的最重要的部分，利用汽車移動快捷，方便等特點帶動起重設備可以應用于各種場合，并且汽車與起重設備的組合較傳統的起重設備相比，其增加了許多其他相關的功能。

當起重設備運作起來時，他們沒有把壓力全部負載在汽車的輪胎上，而是從車身的一旁伸出四個支撐架，起重設備在運行當中受到的全部載荷有四條支撐腿來承擔。

當有必要的時候，將汽車起重設備的支撐腿全部收回到汽車內，可以使汽車恢復他的移動狀態，進行設備的位置移動。

通常汽車起重設備在工作中有以下幾點要求：（1）所有的機器都可以通過簡單的回收到汽車中，以用于靈活的運動和不需要接通外部能源的要求。（2）所有支撐升降的裝置將出現，使所有的輪胎從地面升起這樣可以有效的避免負載直接作用到輪胎上，在保護輪胎的同時，還能使得設備工作的平穩性。（3）起重設備的手臂的長度和一定的角度都可以根據所需條件發生一定的變化，這樣可以滿足不同的升降要求。（4）使手臂在360°的自由旋轉和保持位置不變。1.2起重機的類別橋式升降機一般可分為普通橋式升降機和金屬橋式升降機。一般橋梁設備主要用于起吊貨物或貨物的運輸，也可應用在大型或大容量的重物。但冶金橋式起重機裝備大多數都應用于冶金生產，用于設備或重物的起重作業。1.3中國起重設備發展現狀隨著現在社會技術的腳步正在飛速的向前邁進，工業產業的發展程度在不斷的擴大，并且設備的無人化操作程度在不斷的被提高，起重設備在各行各業被廣泛使用。

特別是，計算機技術和許多具有創新意識的設計方法和理念的大規模的應用，使得國家的科學技術。走入一個新的發展階段

起重機的發展趨勢是輕量化和多樣化。

在很多的情況之下都可以使用到起重機，所以在很多時候都可以使工作的勞動程度得大較大的減輕。

了解到這種起重裝備的需求量大、使用的地方廣泛、各項性能較好，所以在了解到起重設備的應用環境后，新型的起重設備應盡可能的減低它的整體高度，降低結構的復雜程度，減輕自身的重量和車輪的壓力。

因此，電動葫蘆橋式起重機和梁式起重機將得到更快的發展，取代大部分中小噸位的普通用途橋式起重機。為了提高起重設備的自動控制化和智能控制化，需要使起重設備在電氣傳動和控制的兩方面做到創新和發展的改進，以實現起重機的自動控制化和智能控制化。

升級版大型高效起重設備的電氣控制裝置已發展為全電子數字控制系統。

其主要是由數字控制設備、控制程序、問題診斷和數字控制系統組成，用于監控設備等。

它提供了更多的靈活性，以適應靈活的工作環境和提高起重設備的自動化程度

主要研發以微處理器為基本的高性能電動設備，使得汽車起重設備擁有較為良好的運行速度，并且還可以實現對起重設備的靜態特征的提取。做到對起重設備進行自動控制，顯示和記錄操作，自動保護和自動運行的監控。在我國很久之前就已經能夠發現提升機的身影，不過在當時的年代它有著其他的稱呼，人們叫它轆轤。轆轤的出現為古代的工業建設提供了極大的便利，自古以來人們就將轆轤用于建筑行業，通過轆轤提升石料，木材運往高處，為當時的建設提供方便。隨著科技的發展為轆轤提供動力的方式由人力或者畜力變為了蒸汽機，電動機提供動力。并且隨著科技的創新和發展，提升設備從固定使用變為了可移動提升機。在20世紀10年代，為了適應各種環境的使用，并且為了方便起重設備的移動，有人想出來將汽車和起重設備結合在一起，能夠大大的方便起重設備的移動，減少了組裝和拆卸上時間的浪費，大大提高了工作的效率。（1）修進設備結構并減輕自身重量經過十年的發展和創新，德國德馬克公司已建立了一套輕標準起重機。

提升重量范圍在1-63噸之間和劃分A1-A7七個級別，其中包含著適用于各個行業各個量級的設備，滿足社會發展的需要

主梁與端梁相互連接，吊車布置有多種形式，可以使用在各種各樣的工作環境下和不同吊車高度的要求。

根據用戶的要求，每種起重設備都有著三種類型的單速和雙速的工能使用，并且還可以通過調節頻率以達到變速的需求，

有七種操作模式：地面手動開關自動移動、手動開關隨車移動、手動開關固定、無線遙控、司機室固定、司機室隨車移動、司機室自動移動。

這么多的功能選項通過不同的組合，滿足用戶的不同需求，適用于不同的工作環境中

這種起重機的另一個最大優點是重量輕、輪壓輕、降低了起重機的運行額定功率和運行費用。在現如今的世界環境下，起重設備已經變為在工業行業中必不可少的裝備，起重設備在促進工業行業發展中發揮著不可估量的主導作用。

它對中國機械行業的進步起到了巨大的推動作用。隨著各個工業行業制造程度的逐步增加，對產品有著愈來愈多的不同的要求，為了適應當前的工作環境和交通便利的變化，易于安裝和提高材料的使用率。基于起重裝置的重量和不影響剛度和強度的情況下對起重設備進行優化。（2）學習國外先進制造技術想要設備的不斷更新我們需要在技術上不斷地學習與創造，這就需要我們不斷學習先進知識，例如：引進國外的先進設備并且對國外的先進技術加以學習，提高自己的技術水平發展自身的工業技術。（3）向大型化發展隨著國家經濟的不斷提升，我國的經濟實力也在逐漸提升，我國的工業水平也在不斷的進步，這就需要大型的工業設備加以支持，例如：工業起重設備的需要，并且大型的工業起重設備受到越來越多的重視。

2起重機整體結構設計方案2.1運行機構設計起重設備的正常運行機構所需要的主要機構是由減速器、電動機、聯軸器、傳動軸并且還有一些相關的附加零件所組成。當在設計起重設備的零部件裝配的位置時，要盡量使機構總重心趨于縱向中心線的位置以使得設備的在運行起重工作時可以保證自身的運行平穩性。2.2起升機構設計1.運動裝置：提升機的運動裝置由動力原件、起停原件、變速裝置、卷筒和用于傳遞動力的主軸等組成。

由動力原件發出動力經過由于傳遞動力的主軸將動力經過傳遞給變速裝置，最終帶動滾筒的轉動。2.傳動裝置：在提升設備中，類似于主軸，聯軸器，齒輪，這些都被稱為傳動裝置，都應用于動力的傳遞工作中。在進行對設備設計中，我們都需要對這些傳動零件的受力進行分析，驗證所選的零件是否符合，是否可以保證在傳遞動力的過程中保證零件不被損壞。3.纏繞系統：起重鋼絲繩從卷筒上纏繞，通過滑輪組與撿拾裝置連接，構成起重機的纏繞系統。在起重設備中纏繞裝置是必不可少的設備之一，起重設備的起吊完全是通過鋼絲繩的拉力進行下完成，在其中根據所吊取得物品的質量來使用合適的鋼絲繩，符合安全系數的鋼絲繩是安全施工的重中之重。

卷揚系統直接影響起重作業的安全，其人身傷害事故占每年起重事故的30%～40%。4.撿拾裝置：

拾取設備主要包含掛鉤、抓斗、電磁吸盤等。

在日常的工業生產中鉤子以及電磁吸盤的使用最為廣泛，一般大多數使用吊鉤進行對貨物的起吊以及裝卸等，在運輸金屬的情況下還可以使用電磁吸盤以實現對金屬的起吊。5.制動裝置：制動器是起重機上非常關鍵性的零件。

啟停裝置一般來說配置在高速軸上以縮小大小。

制動裝置在一個設備中起著十分重要的作用，制動裝置的作用在保護設備運行安全方面，保護施工人員的安全起著十分關鍵的作用，一般可以在高速軸上安裝兩個制動設備，其中一個安裝在變速裝置高速軸的另一端，以保證可以有效地控制設備的啟停，以防當一個制動裝置損壞時，另一個可以起到有效的制動作用，保證施工的安全。在設計這些結構的時候我們需要考慮到零件結構的受力情況，保證在設備運行過程中，可以使得零件不會被超負荷所損壞，另外要盡量使機構總重心趨于縱向中心線的位置以使得設備的在運行起重工作時可以保證自身的運行平穩性。2.3安全裝置制動裝置是起重機起吊重物過程中的重要設備。電動的起重設備都配有自動電動制動器，當運輸的物品在吊起的過程中突然失去控制時，該制動裝置會立即作出反應。制動器是起重機上非常關鍵性的零件，

啟停裝置一般來說配置在高速軸上以縮小大小。

制動裝置在一個設備中起著十分重要的作用，制動裝置的作用在保護設備運行安全方面，保護施工人員的安全起著十分關鍵的作用，一般可以在高速軸上安裝兩個制動設備，其中一個安裝在變速裝置高速軸的另一端，以保證可以有效地控制設備的啟停，以防當一個制動裝置損壞時，另一個可以起到有效的制動作用，保證施工的安全。不管在任何時候，安全總是擺在第一的位置，為了使得起重設備的操作安全性，我們需要設置一些安全裝置，以保證起重設備在運行過程中的安全運行。例如；在起重機的周圍加裝安全護欄，或者為了保證設備運行行程我們可以加裝限位開關，傳感器的設備保證起重裝置在某種意外情況下可以停止設備的運轉，保證人員的安全。除了保證人員安全外我們還可以在起重設備上加裝一些緩沖裝置可以有效地保證設備在大功率運行的時候可以保證設備不被損壞。2.4設備參數（1）主卷筒直徑；300mm；（2）主起升機構單繩起升速度：20m/min～40m/min（3）最大起升重量：10t。（4）馬達安裝面與卷筒中心距離600～650mm，輸入軸與輸出軸垂直。

3運行機構設計3.1確定汽車起重設備運行機構形式當汽車起重設備運行時，

由動力原件發出動力經過由于傳遞動力的主軸將動力經過傳遞給變速裝置，最終帶動滾筒的轉動，滾筒的轉動使得鋼絲繩的纏繞與放松可以做到使起重臂在一定的范圍內實現升起和下降的作用。3.2確定起重設備運行機構的驅動裝置汽車起重設備的運行機構的驅動裝置一般是由電動機、制動器、傳動裝置和車輪等結構部件。當設備開始運行時，在電動機的帶動下通過聯軸器的作用帶動減速器中齒輪的轉動，通過減速器的作用下將運動形式傳遞給滾筒，帶動鋼絲繩的纏繞與放松保證起重臂的提升與下放。并且通過感應裝置的幫助下保證設備的運行行程，保證起重裝置在某種意外情況下可以停止設備的運轉，保證人員的安全。3.3電動機選擇3.3.1電動機的靜功率電動機的靜額定功率公式：（3.1）式中：—靜載荷，，；—初選速度，，；—電動機的傳遞效率，可取。3.3.2電動機初選根據參考文獻，選擇電動機可以按下式進行初選：（3.2）式中：—電動機的靜功率，,；—功率增大系數。在戶外工作時，經常使用起重設備，常取；在室內工作時，經常使用起重設備，可取。通過本次的設計要求，取速度。將以上數據帶入（3.2）得3.3.3電動機過載校驗（1）電動機的過載校驗（3.3）式中：—電動機額定功率，；—轉距標準值，繞線型異步電動機可取；—運行靜阻力，，；運動質量轉動慣量之和（3.4）（3.5）將以上數據帶入（3.3）（3.4）（3.5）得經過計算過載校驗合格。3.3.4選擇合適的電動機型號通過上面的運算可知，在此決定運行機構電動機選為：。3.4減速器的設計根據需要，減速器的傳動比經過初算約為3.2，齒輪主要是由徑向力工作，因此在此次的設計中，本次設計將采用直齒圓柱齒輪減速器。根據以上數據的設計最終選擇的電動機，確定電動機的功率為，所選擇的型號為。3.4.1計算傳動裝置的傳動參數電動機主軸受到的轉矩（3.6）式中：—電動機的功率，，；—電動機轉速，，。將以上數據帶入（3.6）得減速器的高速軸計算（3.7）（3.8）式中：—齒輪傳動效率，；—高速軸，，。將以上數據帶入（3.7）（3.8）得減速器的中速軸計算（3.9）（3.10）（3.11）式中：—減速器的高速軸功率，，；—高速軸，，，。將以上數據帶入（3.9）（3.10）（3.11）得減速器的中速軸計算（3.12）（3.13）（3.14）式中：—減速器的中速軸功率，，；—中速軸，，。將以上數據帶入（3.12）（3.13）（3.14）得減速器的傳動軸計算（3.15）（3.16）（3.17）式中：—減速器的中速軸功率，，；—中速軸，，。將以上數據帶入（3.15）（3.16）（3.17）得3.4.2齒輪的設計（1）選定齒輪的類型、確定齒輪的精度等級、材料及齒數通過文中的計算，我們可以根據參數要求，將直齒圓柱齒輪用作本次設計的傳動機構。

所選齒輪的表面粗糙度為七級精度。

對于這次加工的小齒輪，將選擇材料，材料的硬度為：，這次機械加工的大齒輪材料用鋼，其材料的硬度，由上述數據可知，齒輪與小齒輪之間的硬度是有差別的。

取小齒輪齒數和大齒輪齒數，取整。（2）按齒面接觸疲勞強度設計小齒輪的分度圓的直徑計算（3.18）小齒輪傳遞的轉矩（3.19）將以上數據帶入（3.19）得式中：—試選用載荷的系數，；—取齒寬的系數，；—材料的彈性系數取，，。齒輪接觸面疲勞的許用應力（3.20）（3.21）式中：—安全系數，S=1。將以上數據帶入（3.20）（3.21）得（3）試計算小齒輪的分度圓，代入中較小的值將以上數據帶入（3.18）得（4）圓周速度的計算（3.22）將以上數據帶入（3.22）得（5）計算齒寬（3.23）式中：—取齒寬的系數，。將以上數據帶入（3.23）得（6）計算齒寬和齒高之比（3.24）（3.25）式中：—模數；—小齒輪齒數，。將以上數據帶入（3.24）（3.25）得齒高：齒寬和齒高之比（7）計算齒輪的載荷系數（3.26）式中：—使用系數，；—動載系數，；—齒間載荷分配系數，；—齒向載荷分布系數，。將以上數據帶入（3.26）得所以由實際的承載的系數計算所得到的齒輪的分度圓直徑的大小（3.27）將以上數據帶入（3.27）得齒輪的模數為（3.28）將以上數據帶入（3.28）得依照齒根的抗彎曲強度的方法來設計（3.29）（3.30）式中：—齒形系數，，；—彎曲疲勞壽命系數，，；—彎曲疲勞強度極限，，，；—安全系數，；—校正系數，，。將以上數據帶入（3.29）（3.30）得齒輪的彎曲疲勞許用應力的計算通過上文的計算可知，在此計算中，將采用根據齒根疲勞強度計算的模數。模數將取整進行計算，，分度圓直徑根據齒面接觸強度計算，。小齒輪齒的數量（3.31）將以上數據帶入（3.31）得取整大齒輪的齒數（3.32）將以上數據帶入（3.32）得取整3.4.3幾何尺寸計算和齒輪結構設計（1）齒輪分度圓直徑的計算（3.33）（3.34）將以上數據帶入（3.33）（3.34）得（2）兩齒輪的中心之間的距離計算（3.35）將以上數據帶入（3.35）得（3）齒輪的寬度計算（3.36）將以上數據帶入（3.36）得取。（4）進行驗算（3.37）將以上數據帶入（3.37）得滿足設計條件。由于通過計算我們可以知道齒頂圓的直徑，因此做成的結構實際的傳動比；所以實際的轉速為。轉速的誤差，通過計算可知為，，但又因為轉速的誤差小于要求的，因此符合設計的要求。

4起升機構的設計4.1起升機構的驅動形式在此次設計中我們將采用液壓驅動方式作為動力來源，這是起升機構主要的驅動方式。當起重設備運作起來時，他們沒有把壓力全部負載在汽車的輪胎上，而是從車身的一旁伸出四個支撐架，起重設備在運行當中受到的全部載荷有四條支撐腿來承擔。

當有必要的時候，將汽車起重設備的支撐腿全部收回到汽車內，可以使汽車恢復他的移動狀態，進行設備的位置移動。并且在機械臂前伸的過程中也需要液壓驅動的方式使得機械臂伸展。另外，液壓驅動方式操縱簡單便于維修，機組的重量輕，工作可靠性較高，在起升機構中獲得重要認可。4.2起升機構設計計算4.2.1鋼絲繩的選擇起重鋼絲繩從卷筒上纏繞，通過滑輪組與撿拾裝置連接，構成起重機的纏繞系統。在起重設備中纏繞裝置是必不可少的設備之一，起重設備的起吊完全是通過鋼絲繩的拉力進行下完成。在其中，根據所吊取的物品的質量來使用合適的鋼絲繩，符合安全系數的鋼絲繩是安全施工的重中之重。鋼絲繩是由可彎曲的能傳遞力的重要零件。鋼絲繩是由鋼絲按照特定的方式和規律編制纏繞而成，可承受較大的拉力。鋼絲繩有著不同的規格和類型，我們一般需要根據工作環境的情況以及提升重物的類型和重物的重量，選擇合適的纏繞方法而成的鋼絲繩。為了使鋼絲繩在惡劣的工作環境下不會發生生銹的情況發生，在纏繞鋼絲繩的時候都會事先將用于纏繞成鋼絲繩的鋼絲浸沒在潤滑油中進行防銹處理，以滿足各種各樣的工作環境的需要。（1）根據要求選擇鋼絲繩的結構型式鋼絲繩應該優先選擇線接觸鋼絲繩。根據所吊取的物品的質量來使用合適的鋼絲繩，并且根據提升設備的使用環境來選擇合適的鋼絲繩。如果我們假設，工作所需要提升設備完成高度18米的要求，我們需要考慮到吊鉤的長度，所以實際吊鉤或者抓斗起重設備需要提升到20米的高度。所以在此次設計中我們選擇的鋼絲繩的型號為就可以。（2）確定鋼絲繩直徑（4.1）式中：—鋼絲繩直徑,；—選擇系數，，；—最大的工作靜拉力，，。將以上數據帶入（4.1）得鋼絲繩的長度：170米。綜上所述有：起升機的構選。4.3卷筒的設計4.3.1概述起重機的重要承重部件的卷筒，鋼絲繩通過電動機的作用得以卷繞來實現起吊重物的下降或提升。4.3.2卷筒的設計計算（1）卷筒直徑由參考文獻可知不能小于所規定的數值（4.2）式中：—卷筒最小直徑，；—為與工作