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