10t起升机构计算说明书

《能力拓展训练》
设计计算说明书及图纸
班级：
姓名：学号：
参考文献：（不少于5篇）
1、《起重机设计手册》，张志文等主编，中国铁道出版社，1997年版。

2、《港口起重机械》，蒋国仁主编，大连海事大学出版社，1995年版。

3、《港口起重机械》，蒋国仁主编，大连海事大学出版社，1995年版。

4、《机械设计手册软件版》，2008年版。

5、《机械设计课程设计》，第二版，唐增宝等主编，1999年版。

成绩
备注：成绩等级：优（90分—100分）、良（80分—89分）、中（70分—79分）、及格（60分—69分）、60分以下为不及格。

10t起升机构设计计算说明书
一、设计参数：
起重量：Q=10t
机构工作级别：M5JC=25%
起升高度：H=15m
起升速度：v=7.5m/min
倍率：m=1
二、起升机构传动方案
1.驱动装置布置方式：
此次设计采用电动机与卷筒并列布置，电动机通过标准减速器带动卷筒转动，电动机与卷筒之间使用补偿型的联轴器，用以补偿安装误差；减速器与卷筒之间有齿形接手与齿形联轴器。

卷筒采用双联形式，滑轮组倍率为1，并使用两个导向滑轮。

2.传动方案简图：
传动方案简图如下：
三、起升机构设计计算
（一）钢丝绳及卷筒的选择
1、钢丝绳选型计算：
1.1、钢丝绳净拉力计算：ｄ
组ηη..2m Q S i =；
其中1010100Q KN =⨯=， m =1, 1η=组，0.98η=ｄ 故：3
100
53.122110.98
i S KN =
=⨯⨯⨯。

1.2、钢丝绳的选型： 安全系数：n=5，
破坏拉力：0553.12265.6KN i F nS ==⨯=； 钢丝绳直径：d =22mm ，
22NAT6⨯19S+NF1670ZS266.0178.0GB/T8918-1996
2、滑轮选型计算：
槽底直径：D ≥ed=20×22=440 mm , 取滑轮直径：D=450 mm ， 滑轮A22⨯450-60 JB/T 9005.3-1999
3.卷筒几何尺寸计算：
3.1、卷筒槽底直径：(1)(181)22374D e d mm ≥-=-⨯=绳 取D= 400mm 。

卷绕直径：0422D D d mm =+= 3.2、卷筒长度：
max 010.1510001(
)325358. 3.14422H m L Z p mm D π⨯⨯⎡⎤
=+=+⨯=⎢⎥⨯⎣⎦
， 取L0＝360mm 节距p=25mm
L 1=25mm, L 2≈3p=75mm,L 3=100mm
L=2(L 1 + L 2+L 0)+L 3=2×(25+75+360)+100=1020mm 3.3、卷筒壁厚：δ=d=22mm
卷筒强度计算：
[]max 1
53.121000
0.7572.44147.5.22252
s c c S A MPa MPa p σσσδ⨯==⨯===⨯ 3.4、卷筒转速：
0.17.5 5.66/min . 3.14(0.40.022)
t m v n r D π⨯=
==⨯+ 3.5、作用在卷筒上的转矩：
0.40.02
253.1222.32
T KN m +=⨯⨯
=⋅ 卷筒重量：532Kg
（二）选择电动机：
1、计算电动机的静功率：
.10010007.5
14.760100010000.8560
j Q v P KW η⨯⨯=
==⨯⨯⨯；
电机：YZR 180L-8， 标称功率：13KW ，转速：700r/min 。

2、电动机过载能力校验： P ＝13KW
. 2.110010007.5.10.3.1000.310000.8560
m H Q v KW n λη⨯⨯=⨯=⨯⨯ ∴η
λ.1000 (v)
Q n H P m
3、电动机过热校验：
.0.87.51001000
11.81000...10000.8560
q Q V P P G
KW KW n η
⨯⨯⨯==
=⨯⨯＜13
重量：230Kg
（三）选择减速器：
1、计算传动比：07001245.66
t n i n =
== 2、标准减速器的选用：
减速器QJS 450-125ⅢPW, 公称传动比:i N =125,实际传动比：i ex ＝123.7，许用功率P N =17.5KW
推出实际起升速度7.5/min v m = 轴端最大径向力:
[]max 253210
1.153.12100061092640002
i t F S G N F N ϕ⨯=+=⨯⨯+
== 输出轴最大扭矩[]max 2 1.122.324.530T T KN m T KN m ϕ==⨯=⋅=⋅ 重量：1400Kg
（四）选择制动器：
制动力矩：0..1000000.4220.85
.
1.75251.1
2..21125
z z Q D T K N m m i η⨯⨯≥=⨯=⋅⨯⨯ 制动器YW1-250-500 最大制动力矩：280N.m ， 推动器型号：YTD500-60 重量：54Kg
（五）选择联轴器：
131max 13
1.810.739550670.4700
T k k T N m ==⨯⨯⨯⨯⨯
=⋅ 型号：TL8联轴器5584
50112
ZC GB JB ⨯⨯ 4323-84 [T]=710N.m
重量：25.4Kg
（六）起制动时间验算：
1、起动时间验算：
[])
(55.9.j q q T T J n t -=
其中：13
1.6 1.69550283.8700
q n T T N m ==⨯⨯
=⋅ 0.10010000.422
198.6.2...211250.85
j Q D T N m m i η⨯⨯=
==⨯⨯⨯ []22
022222
.1010000.4221.15() 1.15(0.390.1280.13)40...4011250.850.75d e Q D J J J m i Kg m η⨯⨯=++
=⨯+++⨯⨯⨯=⋅
∴7000.75
0.65(1~1.5)9.55(283.8198.6)
q q t s t s ⨯⎡⎤=
=<=⎣⎦⨯- 根据平均加速度：[]227.50.19/(0.4~0.6)/600.65
q q v a m s a m s t =
==<=⨯ 校验合格
2、制动时间验算： 满载下降制动时间：[])
(55.9.j z T Tz J n t '-''= 其中：0.10010000.422
280.,0.85143.48.2..21125
z j Q D T N m T N m m i η⨯⨯'==
=⨯=⨯⨯ []20.75J Kg m '=⋅
010010000.4220.85
143.482.21125
j Q D T N m m i η⋅⋅⨯⨯⨯=
==⋅⋅⋅⨯⨯
1.1 1.1700770/min n n r '==⨯= []7700.75
0.44(1~1.5)9.55(280143.48)
z z t s t s ⨯=
==⨯-＜
制动平均减速度：[]22' 1.17.50.31/(0.4~0.6)/0.4460
z z v a m s a m s t ⨯===<=⨯ 校验合格
四、心得体会：
本次设计的10t 门座起重机起升机构，起重量较小，结构比较简单，因此采用电动机与卷筒并列这种吊钩起重机最常见的起升机构布置形式。

为减小货物上升时钢丝绳绕入卷同时货物发生水平位移，卷筒采用双联单层卷绕形式，由于起重量较小，所以倍率取为1，为手册推荐值。

因倍率小，电动机与卷筒之间的传动比较大，故采用三级传动的标准减速器。

电动机与减速器之间设有弹性柱销联轴器和制动器，前者可以补偿安装误差，而且作为制动轮的联轴器半体设在了减速器高速轴上，避免了因联轴器偶然损坏而不能制动的情况的发生；后者置于高速轴，可减小制动力矩。

减速器与卷筒之间选用齿式联轴器，既可传递扭矩，也可补偿一定的安装误差。

由于是初次设计，设计过程中遇到了不少问题。

比如，由于资料较少，大部
分靠两本电子版的设计手册，查阅较为麻烦，且电子版的起重机设计手册有些地方模糊不清。

手册中有些公式与课本中差别较大，有些参数的求解缺少条件，如卷筒中间无绳部分长度因卷筒至滑轮组距离未知而无法确定，设计中采用了推荐值。

另外，对联轴器及制动器的具体外形不清楚，使绘图比较麻烦。

总体而言，设计过程使我对设计的步骤，注意事项，资料的查询等印象较为深刻，给以后的课程设计等训练增加了信心。