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目 次1

第一篇起重机设计总论1

第一章 起重机械的分类和基本参数1

第一节分类1

第二节基本参数6

一额定起重量（Q）6

二起升高度（H）6

三跨度（L）和轨距（l）6

四幅度（R）6

五额定工作速度6

六额定生产率7

第二章起重机的工作类型9

第一节工作类型的划分9

一确定机构载荷率12

第二节确定工作类型的方法与步骤12

二确定机构工作忙闲程度13

三确定机构工作类型13

第三章计算载荷15

第一节计算载荷类别15

一寿命（耐久性）计算载荷（或称第Ⅰ类载荷）15

二强度计算载荷（或称第Ⅱ类载荷）15

三验算载荷（或称第Ⅲ类载荷）15

第二节载荷的计算15

一起升载荷16

二起重机自重载荷16

三动载荷17

四风载荷23

五起重机歪斜运行时的侧向力26

六起重机运行时的冲击载荷27

第二节耐久性计算29

第四章强度计算和耐久性计算总则29

第一节强度计算29

一长期耐久性计算30

二有限耐久性计算32

第三节耐久性计算载荷35

一等效载荷法35

二等效时间法37

第四节安全系数39

第五章起重机支承反力与轮压41

第一节支承反力的计算方法41

第二节臂架式旋转起重机支承反力的计算41

一 刚性支承架时垂直支承反力的计算41

二柔性支承架时垂直支承反力的计算42

第三节桥式类型起重机支承反力的计算44

一桥式起重机支承反力的计算44

二龙门起重机与装卸桥支承反力的计算46

第四节车轮轮压与车轮踏面水平力的计算47

一垂直轮压的计算47

二车轮踏面水平力的计算47

第六章起重机的稳定性49

第一节臂架式旋转起重机的稳定性49

一载重稳定性49

二自重稳定性52

第二节龙门起重机与装卸桥的稳定性53

一载重稳定性53

二自重稳定性53

第三节浮式起重机的稳性54

一倾角计算54

二稳性验算56

二金属结构材料58

一机械零件材料58

三连接材料58

第七章材料58

第一节材料种类和要求58

第二节起重机常用金属材料59

第三节起重机常用非金属材料69

第二篇起重机机构71

第八章起升机构71

第一节起升机构的组成与一般特性71

第二节起升机构驱动装置的典型布置方式72

一展开式布置72

二同轴线布置74

第三节起升钢丝绳卷绕系统的设计74

一卷绕系统特征及合理的卷绕方法74

二滑轮组77

三钢丝绳偏斜角79

四卷筒与定滑轮相对位置的合理布置82

二采用双双联（四联式）滑轮组方法83

第四节大起升高度卷绕系统的设计83

一简单方法——减小滑轮组倍率83

三采取钢丝绳绳端固定于卷筒中部的自由双层卷绕方法85

四采用一般导向装置的多层卷绕方法85

五采用特殊排绳装置的多层卷绕方法86

第五节驱动装置的机械变速方案87

一双电动机——行星减速器传动87

二双电动机——行星联轴器（微动装置）传动88

三差动滑轮组88

四淬火起重机快速下降方案88

第六节起升机构的计算90

一起升机构载荷特点90

二钢丝绳最大拉力90

三驱动装置传动比91

四驱动装置载荷力矩91

五电动机选择92

六制动器选择98

七联轴器选择99

八减速器选择99

第九章运行机构101

第一节运行机构的组成和特性101

第二节运行机构驱动方式102

一运行机构典型驱动方式102

二桥式与龙门起重机的小车运行机构103

三起重机（大车）运行机构105

第三节驱动轮位置和轮距的确定109

第四节运行机构的计算110

一电动机选择110

二制动器选择115

三减速器选择115

四轴的临界转速验算116

一小车钢丝绳牵引力的计算117

第五节牵引式小车运行机构的设计和计算117

二电动机选择119

第十章变幅机构120

第一节变幅机构的一般特征120

第二节非平衡变幅机构120

第三节平衡变幅机构的设计121

一平衡系统121

二臂架系统的几何尺寸设计124

三臂架平衡系统132

第四节变幅机构的驱动系统136

一绳索滑轮组驱动136

二扇形齿轮驱动137

三曲柄连杆驱动137

四齿条驱动137

五螺杆驱动137

六液压驱动141

第五节变幅机构驱动装置的计算141

二组合臂架变幅系统的计算载荷143

三电动机选择145

四制动器选择146

五减速器选择147

第六节变幅缓冲装置147

第二节旋转支承装置的型式151

第一节旋转机构的组成与特性151

一柱式旋转支承装置151

第十一章旋转机构151

二转盘式旋转支承装置152

第三节旋转支承装置的计算162

一旋转支承装置的计算载荷162

二旋转支承装置零部件的计算164

四立式电动机与行星减速器传动169

三立式电动机与立式圆柱齿轮减速器传动169

第五节旋转驱动装置的计算169

一旋转阻力矩计算169

二卧式电动机与蜗轮减速器传动169

一卧式电动机、圆柱与圆锥齿轮传动169

第四节旋转驱动装置的传动型式169

二旋转驱动装置零部件的计算载荷175

三电动机选择175

四制动器选择176

六极限力矩联轴器的设计计算177

七针齿轮传动的主要尺寸与计算177

五减速器选择177

一钢丝绳特性183

第一节钢丝绳特性及种类183

二钢丝接触状态及钢丝绳种类183

第十二章钢丝绳及绳具183

第三篇起重机零部件183

一破坏形式185

寿命的措施185

二提高钢丝绳寿命的措施185

第二节钢丝绳破坏形式及提高钢丝绳185

第三节钢丝绳的选用187

第四节常用钢丝绳主要性能188

第五节钢丝绳端部的固定及绳具203

一结构205

第一节滑轮结构和材料205

二材料205

第十三章滑轮205

一绳槽尺寸206

二滑轮直径206

第二节滑轮尺寸206

第十四章卷筒组209

第一节卷筒组的典型结构209

一卷筒的构造214

二卷筒的尺寸214

第二节卷筒的构造和尺寸214

第三节卷筒的计算216

一强度计算217

二验定性验算218

第四节短轴式卷筒组的连接计算与短轴强度计算218

一轴承侧卷筒法兰与支承短轴的连接计算219

二减速器侧卷筒法兰与减速器出轴的连接计算220

一钢丝绳固定处的拉力221

第五节钢丝绳在卷筒上的固定及其计算221

二螺栓扣紧力222

三螺栓合成应力223

第二节吊钩组零件材料225

第一节吊钩型式及特点225

第三节 吊钩组的计算载荷与安全系数225

一计算载荷225

第十五章吊钩组225

二安全系数226

第四节吊钩主要尺寸226

第五节吊钩计算227

一钩身部分的强度计算227

二锻造吊钩头部螺杆与螺纹强度计算232

三叠片式吊钩头部耳孔的强度计算233

第六节叉子（卡头）计算234

第七节吊钩横梁与滑轮轴计算236

第八节拉板计算237

第九节吊钩、叉子及吊钩组尺寸237

第十六章抓斗及集装箱吊具246

第一节抓斗种类及其构造特点246

二抓斗自重252

一物料的物理与机械性能252

三抓斗开闭绳滑轮组的倍率252

四抓斗颚板的几何形状252

第二节抓斗的设计因素252

第三节抓斗几何尺寸计算253

一额定容积253

二颚板最大开度及宽度254

三颚板侧面尺寸254

四刃口板厚度255

五上下横梁轴线的偏斜角255

第四节抓斗自重及分配256

六抓斗主要尺寸256

一 抓斗自重256

第五节抓斗主要构件计算257

二抓斗自重分配257

一抓斗机构作用力257

二抓斗主要构件的强度计算259

第六节常用抓斗主要参数和尺寸262

一集装箱吊具的用途及型式265

第七节集装箱吊具265

二 固定式和组合式集装箱吊具的构造特点265

三伸缩式集装箱吊具的构造特点272

四集装箱吊具的防摇装置272

第十七章联轴器275

第一节联轴器种类及其特性275

一联轴器的计算力矩276

第二节联轴器的选择和计算276

二联轴器计算276

第十八章制动装置286

第三节常用联轴器性能及主要尺寸286

第一节制动装置的种类及其特点286

一短行程电磁铁制动器287

第二节制动器计算287

二长行程电磁铁制动器290

四圆盘制动器291

三液压制动器291

五锥形盘制动器292

一制动轮散发的热量293

第三节制动过程的热平衡计算293

二下降制动器每小时制动产生的热量294

四热平衡条件295

制动产生的热量295

第四节棘轮停止器计算295

三 特重级起重机运行制动器每小时295

一棘轮齿强度计算295

二棘爪强度计算296

三棘轮与棘爪齿形297

第五节制动轮及制动瓦块覆面的设计要求298

第六节常用制动器主要性能及尺寸298

第十九章车轮组及轨道303

第一节车轮组种类及其特点303

一车轮的计算轮压304

第二节车轮组计算304

二车轮踏面接触应力计算305

第三节车轮组尺寸及许用轮压306

三车轮轴和轴承的计算306

第四节轨道313

第一节渐开线圆柱齿轮传动的参数选择和几何尺寸计算315

第二十章齿轮及蜗轮蜗杆传动315

一基本参数及其选择316

二变位系数的选择317

三几何尺寸计算公式319

四 变位齿轮传动啮合指标的验算321

第二节渐开线圆柱齿轮的强度计算322

一 齿轮啮合作用力及齿轮的损坏形式323

二齿面接触疲劳强度计算及防止齿面塑性变形的强度校核323

三齿根弯曲疲劳和弯曲强度计算324

四齿轮的材料及许用应力326

一基本参数及其选择326

第三节蜗轮蜗杆传动328

二阿基米德螺旋线圆柱形蜗杆传动的几何尺寸计算公式333

三圆柱蜗杆传动中的作用力及效率计算333

四圆柱蜗杆传动中轮齿的损坏形式336

五圆柱蜗杆传动的强度计算336

一圆弧齿轮传动的型式339

第四节圆弧圆柱齿轮传动339

二圆弧齿轮传动的特点339

尺寸的计算340

三圆弧齿轮传动的参数选择和几何340

四圆弧齿轮的强度计算341

第一节减速器的种类和应用342

第二十一章减速器342

第二节减速器的设计342

第三节减速器的技术特性343

一ZQH圆弧圆柱齿轮减速器343

二ZQ型大传动比卧式渐开线圆柱齿轮减速器354

三ZSC型立式渐开线圆柱齿轮减速器358

四ZSC型立式套装式渐开线圆柱齿轮减速器361

一碰撞瞬时小车（或起重机）的动能365

第二节缓冲器的缓冲容量365

二缓冲行程内由运行阻力和制动力365

消耗的功365

第一节缓冲器的种类及应用365

第二十二章缓冲器365

三缓冲容量366

第三节缓冲器的计算366

一橡胶缓冲器366

二弹簧缓冲器367

三液压缓冲器372

一手动夹轨器376

第一节 防风及锚定装置的种类及其应用376

二电动弹簧式夹轨器376

三电动重锤式夹轨器376

第二十三章防风及锚定装置376

四 电动液压式夹轨器376

五锚定装置379

第二节夹轨器的设计要求380

第三节手动夹轨器计算380

一钳口夹紧力380

二钳口面积380

三手轮上所需力矩381

四螺杆轴向力381

第四节 电动弹簧式夹轨器计算381

第五节 电动重锤式夹轨器的设计与计算381

一滚轮上的水平力382

二重锤自重383

三钳口面积383

四重锤行程383

第一节限位器与安全开关385

二行程限位器385

一上升高度限位器385

三安全开关385

第二十四章起重机常用安全保护与指示装置385

第二节偏斜调整与指示装置386

一采用转动臂带动凸轮旋转的偏斜调整装置386

二采用钢丝绳－齿条传动系统的偏斜指示装置388

第三节称量装置388

二电磁起重机的测重器389

一电子秤389

三浇铸起重机的电子称量装置389

第四节超载限制器392

一起重量限制器392

二载重力矩限制器394

三超载限制器的设计要求403

第一节计算原则405

第二十五章 金属结构计算的基本原则405

一强度计算及其许用应力405

第四篇金属结构405

二疲劳强度计算及其许用应力407

三刚度计算408

一中心受拉与中心受压实腹构件411

第二节轴向受力构件的计算411

二中心受拉与中心受压组合构件412

一直臂架变幅机构的计算载荷414

三偏心受拉与偏心受压实腹构件416

四偏心受拉与偏心受压格构式构件418

五构件计算长度的确定420

六受压构件的局部稳定性426

第三节受弯构件的计算433

一强度计算433

二刚度计算434

三稳定性计算436

四箱形梁的约束弯曲应力448

第四节受扭构件的计算451

一开口截面的扭转计算451

二闭口截面的扭转计算458

一连接方法463

二焊接463

第五节连接计算463

三铆钉和螺栓连接467

第二十六章桥式起重机结构473

第一节结构型式473

第二节计算载荷及其组合475

一计算载荷475

二载荷组合477

第三节箱形结构桥架478

一主梁计算478

二端梁计算489

三连接计算490

第四节偏轨箱形结构桥架494

一结构型式及主要参数494

四走台和栏杆494

二主梁计算496

三端梁计算505

第五节偏轨空腹箱形结构桥架506

一结构型式506

二弯心计算507

三强度计算508

第六节四桁架式桥架511

一结构型式511

二强度计算514

三桁架的挠度和上拱度516

第七节空腹桁架式桥架517

一结构型式517

二截面选择与惯性矩计算518

三载荷521

四主梁计算527

五空腹辅助桁架计算529

六水平桁架计算539

七横向框架计算539

第八节梁式起重机桥架540

一结构型式540

二载荷及其组合542

三主梁计算542

四端梁计算548

第九节小车架549

第十节操纵室553

第一节结构型式及主要参数556

一结构型式556

第二十七章龙门起重机结构556

第二节计算载荷及其组合557

一计算载荷557

二主要参数557

二载荷组合559

一在门架平面内的内力计算560

二在支承腿平面内的内力计算560

第三节内力计算560

一主梁静挠度565

二箱形变截面支承腿的换算惯性矩565

第四节桥架刚度的计算565

一结构型式及特点567

二内力计算567

第五节L型龙门起重机结构567

三支承腿在下横梁上的安装位置的确定568

四主梁在支承腿处的加劲杆布置五刚度计算569

第六节造船用龙门起重机结构570

一结构型式570

二载荷573

三内力计算574

第七节水电站用龙门起重机结构576

一结构型式576

四支承腿偏移量计算576

二载荷组合577

一结构型式579

第一节结构型式及主要参数579

二主要参数579

第二十八章装卸桥结构579

第二节计算载荷及其组合582

一计算载荷582

二载荷组合583

第三节“П”型截面桁架式结构584

一桥架计算584

二支承腿计算588

一结构型式及特点591

二门架的计算591

第四节带附加弦杆的三角形截面桁架式结构591

第五节海港专用装卸桥598

一主要参数598

二结构型式600

三载荷及其组合602

四强度计算603

第二十九章门座起重机结构605

第一节结构型式605

第二节计算载荷及其组合607

第三节臂架610

一结构型式及主要尺寸610

二臂架的计算位置614

三直臂架计算614

四刚性拉杆式组合臂架的计算617

五柔性拉索式组合臂架的计算620

第四节转盘与转柱622

一转盘的型式及其计算特点622

二转柱的型式及其计算624

一结构型式626

二载荷及人字架的计算626

第五节人字架626

第六节门架627

一结构型式628

二计算载荷631

三强度计算634

四刚度验算639

第三十章用电子计算机计算起重机空间刚架结构641

第一节计算框图及解题原则641

第二节准备输入数据所必要的基本知识643

一坐标系统643

二杆件和节点的编号、截面特性、单位系统644

三支座645

四输入和输出语句646

五对称和反对称648

第三节计算例题652

第四节空间刚架结构的源程序653

一设计内容665

第三十一章概述665

二工作制和定额665

第五篇起重机电气设备665

三通断次数及起动次数666

四起动次数对电动机容量选择的影响667

五 国际电工协会关于“工作方式和定额”的新规定667

六 低压电器的用途分类和选用曲线669

七特殊环境条件下电气设备的选用672

第一节调速概述673

一负载的特点673

第三十二章传动方案选择673

二调速的作用和分类674

第三节交流调速方案678

一变极双速鼠笼型电机传动678

第二节常用电气传动方案678

二双电动机——行星联轴节（或行星减速器）传动679

三直流能耗制动低速下降679

四低频电源调速680

五液压推杆调速681

六淬火起重机快速下降683

七涡流制动器调速686

八饱和电抗器调速691

九感－容开环系统调速692

十可控硅交流调速694

第四节大车运行机构的纠偏和电气同步703

一采用纠偏或电气同步的场合703

二纠偏706

三电气同步706

一起重及冶金用电动机的特点709

第一节起重及冶金用电动机概述709

二起重用和冶金用电动机的区别709

第三十三章电动机及其选择709

三交流起重及冶金用电动机简介710

四 直流起重及冶金用电动机简介711

一 电动机类型选择713

二电动机型号的选择713

第二节 电动机的选择713

六 电动机安装型式的选择714

五特殊环境条件下电动机的选择714

第三节不同工作制的电动机容量折算714

一 反复短时工作制断续定额容量的折算714

四 电动机转速的选择714

三电动机电压的选择714

二短时工作制短时定额容量的折算715

三不同环境温度时电动机容量的折算716

第四节频繁起动的绕线型电动机的容量问题简介717

一问题的提出717

二一种设定条件718

三公式的推导718

四设定条件的主要分岐点720

第五节电动机的技术数据720

第三十四章操作电器和通用控制站739

第一节凸轮控制器739

第二节主令控制器和联动控制台746

一主令控制器746

二联动控制台747

一一般情况751

二交流起重机控制站751

第三节起重机控制站751

三直流起重机控制站765

第四节门座起重机的控制线路773

第五节CJ12系列交流接触器778

第一节保护箱782

一工作原理782

第三十五章 电气保护设备782

二技术数据783

第二节总受电箱792

一工作原理和特点792

三总接触器和过电流继电器电流的计算792

二技术数据793

第三节过电流继电器794

—JL5系列794

三总受电箱（屏）的电流计算794

二JL12系列795

第四节行程开关796

一LX7系列796

三JL15系列796

二LX10系列798

三LX22系列799

第五节称量装置——电子秤801

一采用电阻式传感器的电子秤801

二采用压磁式传感器的YC系列电子秤803

第六节起重机的其他保护805

一力矩（吨·米）保护805

二起升机构深度指示器806

三电传风向风速仪806

第三十六章 电阻器807

第一节康铜和铁铬铝电阻器807

算书编制说明810

一适用范围810

第二节交流起重机通用电阻器系列计810

二交流起重机通用电阻器的代号811

三 电阻器的计算依据和计算特点811

第三节交流凸轮控制器控制的五段电阻器计算813

第四节交流起升控制屏PQS控制的电阻器计算814

一电阻器计算814

二单相制动特性的计算815

三反接制动级转子总电阻R5#的计算817

第五节交流平移控制屏PQY控制的电阻器计算817

第六节交流抓斗控制屏PQZ控制的电阻器计算818

第七节交流起重机通用电阻器参数表819

第八节直流控制屏用电阻器833

第九节频敏变阻器834

一MZD1系列制动电磁铁836

第一节交流电磁铁836

二MZS1系列制动电磁铁836

第三十七章制动器的操动元件836

一MZZ1系列直流电磁铁841

二ZWZ系列制动器线圈841

第二节直流电磁铁841

第三节液压操动元件846

一液压推杆846

二液压电磁铁848

第四节各种操动元件比较851

第一节起重电磁铁的特性及分类852

一特性852

第三十八章起重电磁铁及其控制852

二分类853

第二节供电方式855

一交流电动机——直流复激发电机组供电855

二硅整流器供电856

三可控硅整流器供电856

一时间控制反向消磁线路859

二电压控制反向消磁线路859

第三节控制设备859

三无触点控制线路860

四电磁配铁秤861

第三十九章 电线、电缆和移动供电装置863

第一节 电线、电缆及其防机械损伤措施863

第二节移动供电装置869

第三节 电线、电缆和滑线电流的计算874

一工作电流的计算874

第四节 电线、电缆和滑线的载流量875

一电线、电缆的载流量875

二最大电流的计算875

二滑线的载流量882

第五节 电线、电缆和滑线的电压损失883

第四十章其他电气设备886

第一节照明与讯号886

第二节接地和接零887

第三节地面操纵888

第四节有线遥控888

一六相制890

二极性－幅度制891

一几点说明894

二例题894

第四十一章电气部分设计举例894

参考资料899

三轴承侧卷筒短轴的强度计算921