起重机械设计计算题答案

起重机械习题

1、 用于机械加工车间的桥式起重机，已知起升载荷Q P 为200kN,起升速度n ν为12

min m ，起升机构工作级别为M6，滑轮组效率z η为0.97，滑轮组倍率a=4，达到最大起升高度16H m =时，起升机构卷绕系统如

图1所示，11000h mm =，21500h mm =，100b mm =，

200b mm =光，1800a mm =求：1）选择钢丝绳；2）确定卷筒、滑轮直径和卷筒长度。

图1

解：取钢丝绳的公称抗拉强度Gs=1550N/mm 2

工作级别M6查表的C=0.114（根据安全系数和抗拉强度确定） n=6 最大工作静拉力为S=η

Z

Q

Q

a P P

2)%3~2(+=

97

.042200

)%3~2(200⨯⨯⨯+=25.77 KN

则钢丝绳的最小直径d min =C S =0.114⨯25770=18.30mm

钢丝绳结构根据表2-1选用6⨯（37）型号 则选用的钢丝绳为右交镀甲------⨯I 155030.18376

（2）查表2-10工作级别为M6则卷筒系数20h 1=滑轮系数4.22h 2=则滑轮的最小卷绕直径mm 92.40930.184.22d h 2min 0=⨯=⨯=D 滑轮最小直径mm d D D 62.39130.1892.409min 0=-=-= 卷筒最小卷绕直径mm d h D 80.36630.18201'min 0=⨯=⨯= 卷筒的最小直径mm d D D 70.34730.1880.366'min 0'=-=-=

由图可知此为双联滑轮组，卷筒的长度为L L L L L 32101)(2+++= 中间无槽部分长度mm 2003==b L 光

取绳槽形状为标准槽，其节距mm d t )4~2(+=取t=21mm 附加安全系数n=1.5~3取n=2 则mm t n D

H L a

00.108621)280

.36614.34

16000(

)(

0=⨯+⨯⨯=+∏=

固定端所需长度

mm

t L 6321331

=⨯==两端边缘长度

mm t L

4221222

=⨯==

mm

2582200)42631086(223210=+++⨯=+++=∴L L L L L ）（双联滑轮组卷筒长度2、 30t 锻造吊钩的尺寸如图2，起升载荷为300kN,起升速度为

15.5/min m ，工作级别为M5，210a mm =，205L mm =，130B mm =， 150R mm =，125R mm =，20钢屈服极限2

220s N

mm σ=,断面面积

217840mm F =，断面重心坐标mm e 7.861=，断面形状系数K=1.0。用许

用应力法验算钩身断面1-1强度。

解：起升动载荷系数查表得18.160

5

.157.017.012=⨯

+=+=v ϕ I

I -'

截面所受的弯曲力矩为

m .57510mm .7.862

210300000)2a (e 1

N N Q M =+⨯=+=）（弯 I I

-'

截面内缘σσ21'

的应力是最大压应力为断面点的应力是最大拉应力I I

)

(e e 1

1

2

2

2

1

-+-+

-+

=

R R M R

M

K F F F

Q

弯

弯

ϕ

ϕ

ϕσ

=2

/117.21017.0)021.0(155.212

7

.86.

)27.86(178405751018.1)27.86(178405751018.11784030000018.1mm N a a a =--+=+⨯⨯-++⨯⨯-+⨯ 2

2112

2

2

2

2

2

2

mm /126.21mm /310

3

.118021.0021.0155.212a 7.86.

2a 7.861784057510

18.12a 7.86178405751018.11784030000018.1.e e e

e N N L L K F F F F

Q

R R M R

M R

M

=⨯-+-+=-++-+⨯⨯-++⨯⨯-+⨯=

+-+

-+

-+

=

）（）（）（）（弯

弯

弯

ϕ

ϕ

ϕ

ϕσ

[]5n n

i ==-，许用应力σσ带入相关数据的[]σ=22/55/4

220mm N mm N =

经计算

σ1

、σ

2

均小

[]σ

于

满足强度要求钩身断面I I -∴'

3、 桥式起重机的起升载荷为80kN ，起升速度9.9min n m ν=，工作级别M5，减速器速比63i =，起升机构效率0.89η=，%40=JC 。求： 1）选择YZR 系列电动机型号，确定功率，进行电动机的发热验算； 2）滑轮组倍率为2，卷绕直径00.415D m =，高速轴转动惯量

2885.0m kg J ⋅=，验算机构的起动时间和加速度。

解：（1）机构稳态起升功率P Q