摘 要

本文主要讲述了门座式起重机整体计算和变幅机构设计计算的的内容，包括整机重量重心、风载荷、稳定性、轮压的计算及变幅机构中钢丝绳、电机、减速器、制动器、联轴器等部件的选型计算。

在整机验算之前，根据设计要求，对各结构进行了优化，然后利用CAD软件绘制了设计总图，然后根据设计总图，进行了整机验算。

在变幅机构的计算中，主要先计算各部件的选型条件，然后参考产品样本进行选型，再对所选部件机型进行了简单验算。

本文的计算主要参考了GB/T3811-2008以及《港口起重机械》的内容，上海振华的《港口起重机规范》给本文提供了很大参考。

利用Excle对整体验算的结果进行汇总，利用CAD绘制整机的设计总图，极大地简化了计算、绘图的过程，方便快捷，节约了很多时间。

关键词：门座式起重机，总体设计，变幅机构，CAD

Abstract

This paper describes the contents of the portal crane overall designing calculations and the luffing mechanism calculation， including the center of gravity of the whole weight， wind load， stability， wheel pressure calculation and calculation and selection rope luffing mechanism， motor， reducer， brakes， couplings and other components.

Before checking the machine， according to the design requirements of each structure has been optimized， then use CAD software to draw a master plan， and according to the master plan were checking the whole.

In the calculation of luffing mechanism， the main condition is to calculate the the components of selection ， and then refer to product samples， selection， and then simplily checked selected component mode.

In this paper， calculated with reference to the GB / T3811-2008 and Port Crane content， Shanghai Zhenhua the Port Crane norms to provide a great reference herein

.Using Excel for checking and summarzing the overall results and using CAD drawing machine Master Plan， which greatly simplifies the calculation and the drawing process，that is convenient and saves a lot of time.

Key Words：Gantry crane， overall design， luffing mechanism， CAD

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1课题研究的目的和意义 1

1.2国内外研究现状及发展趋势 1

1.3本文主要所做的工作 2

第2章 主要技术参数及总体计算 3

2.1.主要技术参数 3

2.2整机几何尺寸设计 4

2.3整机重量重心计算 4

2.4风载荷计算 5

2.5整机抗倾覆稳定性计算 8

2.6大车轮压设计计算 11

第3章 变幅机构详细设计 14

3.1变幅机构简介及设计参数 14

3.1.1变幅机构简介 14

3.1.2变幅机构设计参数 15

3.2补偿卷筒的设计 15

3.3钢丝绳选型计算 16

3.4电机选型设计计算 17

3.4.1计算电机功率 17

3.4.2初选电动机 17

3.4.3电动机校验 17

3.5减速器选型设计计算 18

3.5.1计算减速比 18

3.5.2初选减速器 18

3.5.3减速器验算 18

3.6高速轴制动器选型计算 19

3.6.1计算制动力矩 19

3.6.2制动器选型 19

3.7低速轴制动器选型计算 19

3.7.1计算制动力矩 19

3.7.2制动器选型 20

3.8高速轴联轴器选型计算 20

3.8.1计算传动力矩 20

3.8.2联轴器选型 20

3.9卷筒用鼓形齿式联轴器选型计算 21

3.9.1计算扭矩和径向载荷 21

3.9.2联轴器选型 21

第4章 结论与展望 22

4.1结论 22

4.2经济性分析 22

4.3展望 22

参考文献 24

致 谢 25

第1章 绪论

1.1课题研究的目的和意义

门座式起重机作为臂架型起重机的一种，具有广泛的用途和多变的形式，研究门座式起重机的设计过程，对掌握起重机的构造和掌握基本的机械设计的理论和方法有着很重要的意义。

门座式起重机按照其用途分类，可以分为以下三大类：①用于港口和露天堆料场的装卸用门座式起重机；②用于船台、浮船坞和船厂的造船用门座式起重机；③用于水电站进行大坝浇灌、设备和预制件吊装的建筑安装用门座式起重机。本设计的50t-80m单臂架门座式起重机是用于船厂进行船体拼接、设备仪装的造船用门座式起重机，用吊钩作为吊具。其优点是有多档起升速度，吊重轻时可有较高的起升速度，可适应大高度、大幅度的吊装要求，其缺点是工作速度较低，作业生产率不高。

随着造船行业的发展和我国机械行业自动化、高速化、大型化的发展，研究用于造船用的门座式的起重机的设计过程，对造船用门座式起重机的结构进行有效的优化，就能有效的提高其工作效率，优化其工作过程，改善其生产率，这对提高船厂的效益，对整个造船行业的发展，对有着很重要的作用。

起重机的设计计算是一门综合技术，涉及到工程图学、力学、控制工程、电气、机械加工成型、计算机技术等多个学科。长期以来，起重机的设计过程都采用以古典力学为基础和数学为基础的半理论半经验的方案，这种设计过程周期比较长，设计出来的产品大多比较笨拙、精度较低，难以适应市场需要和工作要求。鉴于此种情况，发展出了CAD/CAE、ANSYS等多种现代化的设计手段，利用这些手段，可以快速生成几何模型和有限元模型，对这些模型进行优化分析，可以提高设计精度，缩短开发周期。

1.2国内外研究现状及发展趋势

目前我国的起重机设备的数量在不断上升，我国的起重设备制造水平在不断进步。在小吨位门座式起重机的研究、制造中，我国已经处于了世界先进水平，但是在大吨位门座式起重机方面，由于我国起步较晚，相对国外还有一定差距，主要还存在核心部件技术水平欠缺和制造不能满足设计要求这两个比较大的问题。

在核心部件技术水平欠缺这个方面，主要是发动机、液压件、高质量钢材等部件的技术水平限制了我国起重机行业的发展，核心部件的技术都被外国所掌握，严重制约了我国起重机整机的技术研究，影响了我国在起重机行业的市场占有率，降低了利润空间，这是我国起重机行业乃至整个机械行业面临的主要问题。