桥式起重机吊钩设计计算

武汉交通职业学院

港口起重机械课程设计

设计题目 ：桥式起重机吊钩设计计算 专 业：轮机工程技术（港口） 班 级： 学 号： 姓 名 ： 指导教师 ： 日 期：2011年11月25日

目录

第1章设计概述 ........................................................................................................... 3

1.1设计主要内容 ................................................................................................. 3 1.2设计主要思路 ................................................................................................. 3 1.3设计背景和意义 ............................................................................................. 3 第2章吊钩的设计 ....................................................................................................... 4

2.1吊钩装置概述 ................................................................................................. 4 2.2设计计算过程 ................................................................................................. 4 2.3计算方法概述 ................................................................................................. 4 2.4主要技术指标: ................................................................................................ 4 2.5吊钩原始参数及概述 ..................................................................................... 5 2.6吊钩设计步骤 ................................................................................................. 5 2.7钩身校核: ........................................................................................................ 6 第3章吊钩横梁计算: .................................................................................................. 7 第3章拉板计算: .......................................................................................................... 8 第4章滑轮选择计算 ................................................................................................... 9

4.1滑轮直径的确定： ......................................................................................... 9 4.2滑轮轴受力图、弯矩图 ................................................................................. 9 4.3滑轮轴计算: .................................................................................................... 9 第5章钢丝绳 ............................................................................................................. 11 第6章卷筒设计与校核 ............................................................................................. 12

6.1卷筒的设计 ................................................................................................... 12 6.2卷筒的强度校核及抗压稳定性验算 ........................................................... 12 6.3卷筒计算及校核 ........................................................................................... 12 设计心得...................................................................................................................... 13 参考文献...................................................................................................................... 13

1.1设计主要内容

吊钩的设计计算。

第1章设计概述

根据起重量，工艺条件等选择确定吊钩的材料、形式、尺寸，对拉板、吊钩横梁进行设计，并对强度进行校核。

1.2设计主要思路

本设计参照《港口起重机械》教材等有关资料，对起重机吊钩装置设计计算。参考设计手册选用标准部件，对起重机吊钩及其相联构件（滑轮组、钢丝绳、卷筒）进行设计，采用许用应力法和极限状态法对起重机的强度、疲劳强度、稳定性、刚度等进行校核计算。在完成设计说明书后根据吊钩装置设计过程绘制出装配图和关键部件零件图。

1.3设计背景和意义

起重机械是用来对物料进行起重、运输、装卸或安装等作业的机械装置，在国民经济各部门都有广泛应用。起着减轻体力劳动、节省人力、提高劳动生产率和促进生产过程机械化的重要作用。吊钩装置是起重机最重要的承载部件。 吊钩装置要求强度高、转动灵活、工作可靠。

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第2章吊钩的设计

2.1吊钩装置概述

吊钩装置的构造：吊钩、吊钩螺母、吊钩横梁、滑轮、滑轮轴、轴承、拉板等组成。

吊钩装置分短构型和长构型两种。

2.2设计计算过程

概述：设计计算是在给定了设计参数，并将布置方案确定后进行的，通过计算选用机构中所需要的标准零部件，对非标准零部件作进一步的强度与刚度等计算。 需给出的设计参数：起重机的额定起升载荷，起升速度，起升高度，工作级别及JC值等。

2.3计算方法概述

许用应力等于材料的强度除以安全系数

Bkn安全系数大小与载荷估算的准确程度及对起重机的安全要求有关。安全系数用两个系数相乘

nfn 与载荷的估算有关， 与起重机要求的安全程度有关。

 f 以考虑计算载荷的估算误差，区别：许用应力法在许用应力中引进一个系数

极限状态法则是分别对各个载荷 乘以不同的系数 f，考虑不同载荷的计算误差 。

f12.4主要技术指标:

最大起重量： 20吨 梁跨度： 31m 起升速度: 8 ~ 25m/min 起升高度: 16mm

起重机运行速度: 90 ~ 120m/min 起升机构运行速度: 40 ~ 50m/min

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2.5吊钩原始参数及概述

机构工作级别: m  4 , 采用双联滑轮组,倍率: 起升质量: 20吨，起升载荷: P  200 KN

Q起升速度: V n  24 ~ m / ，初取 V n  18 min吊钩是起重机中应用最广泛的取物装置。根据制造方法的不同，吊钩分为锻造吊钩和片式吊钩，根据形状的不同又可分为单购和双钩。单钩制造与使用比较方便，用于较小的起重量。

2.6吊钩设计步骤

(1)吊钩形式选择

(2)吊钩结构及制造方法的确定 (3)吊钩主要尺寸的确定 (4)钩身强度计算

(5)吊钩尾部螺纹直径的确定 (6)确定吊钩螺母尺寸 (7)吊钩横梁的计算 (8)吊钩拉板强度验算

图2-1吊钩设计计算

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图2-2吊钩危险断面

2.7钩身校核:

•PQ2e11.57200103 1A•265188.68BD158300.097 140

S2450204.17N/mm2 n1.26

N/mm2

第3章吊钩横梁计算:

集中载荷 最大弯矩 PPQ1.57200KN314KNPL1314103475Mmax37287.5KN•mm

最大弯曲应力 许用强度

因为  max <

2222Mmax37287.56103maxW(17595)h2N/mm2(Bd)h2(17595)h2W66s3553118.3N/mm2nh2796562.5118.3153.75mm7



第3章拉板计算:

受力拉伸应力

许用拉伸力

轴孔表面挤压力 极限应力

1.5720010329.07N/mm22(bd)2(250130)45PQcsn215132.3N/mm21.72h2d2jP2h2d244.82N/mm2PQ1.57200000P26.84MPa2d213045sn21561.43.5

图2-3拉板

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第4章滑轮选择计算

4.1滑轮直径的确定：

(1) 普通滑轮直径的选择； (2) 平衡轮直径的选择； (3)吊钩组上滑轮轴的计算； (4)滑轮轴承的选择计算；

4.2滑轮轴受力图、弯矩图

4.3滑轮轴计算:

P1P2P3P4PQ4P1.57200P0P5Q157KN229

1.57200KN78.5KN4

BC点弯矩 弯曲应力

 W < 3Mmax265P126578.51020802.5KN•mmWMmax20802500WZ0.1d3S355N/mm2S355147.9N/mm2

d >

n2.43Mmax0.1112.04w10

第5章钢丝绳

钢丝绳是起重机的重要零件之一，在起升机构和变幅机构中用作承载绳，在运行机构和回转机构中作牵引绳。钢丝绳强度高。自重轻。柔性好、极少骤然断裂等优点，广泛应用于机械、造船、采矿、冶金、林业等方面。起重钢丝绳多采用双绕绳，即先由钢丝绕成股，再由股以绳芯为中心绕成绳。

绳芯材料有三种：石棉芯、金属芯、和有机物芯。有机物芯的钢绳具有较大的挠性和弹性，润滑性好，但不耐高温，承受横向压力能力较差；金属芯钢绳强度高，能承受高温和横向压力，但润滑性较差：石棉芯的钢绳能抗高温，具有较大的挠性和弹性，润滑性好。

根据丝绕股和股绕绳的相互方向可分为：顺绕绳、交绕绳、混绕绳。根据钢绳中丝与丝间的接触状态分为：点接触绳、线接触绳、面接触绳。

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第6章卷筒设计与校核

6.1卷筒的设计

（1）直径确定

（2）卷筒的槽形的选择 （3）卷筒上有螺旋槽部分长 （4）双联卷筒长度 （5）卷筒壁厚确定

6.2卷筒的强度校核及抗压稳定性验算

（1）压应力的计算 (2) 弯曲应力的计算 （3）卷筒的抗压稳定性验算

6.3卷筒计算及校核

正应力 弯曲应力

抗压稳定性验算

压Smax25773.265.08MPa•P11822y176.47MPaM弯65257742.433.07MPa弯W1973492.45PPkk

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设计心得

回想起来，一周的时间不算长，但是它却使我了解了一些工厂设计的程序，以及设计人员设计的步骤，使我学到了很多不曾想到的东西。当然这一切都离不开老师的指点，回想一下，一周前的我甚至连表都不会查，但是通过老师的知道帮助，使我在短短的一周里有了很大的提高，是我一生的财富。

当然在设计中也认识到了一些自己的不足，对于标注件用的并不是很好，有很多东西都是有标准的，但是自己却不知道去用，而且自己有很多想当然的设计过程，也给自己带来了不小的麻烦，但这些教训都是我今后工作的经验，回想起来，多少个不眠之夜还是值得的

参考文献

李谷音. 《港口起重机械》 北京：人民交通出版社，2005 吴宗泽，罗圣国 起重机设计手册. 北京：机械工业出版社，1980. 成大先 机械设计手册（第四版） .北京：化学工业出版社，2002. 黄大巍，李风等 现代起重运输机械. 北京：化学工业出版社.2006. 胡总武，顾迪民. 起重机设计计算 北京:北京科学技术出版社，19.

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