本课程属于高等工科院校中机械类专业必修课程，是机械类机械设计制造及其自动化专业起重运输机械方向教学计划中的核心主干专业课程之一，是培养学生具有起重机械产品设计能力并进行设计训练的一门重要课程，是物料搬运工程技术人才必备的专业基础知识和基本工程素质能力的重要组成部分，具有鲜明的行业和学校特色。要求学生能综合应用先修课程基础知识，掌握起重机械基本概念和计算原理、典型零部件与主要工作机构（四大机构）的设计方法，为学生今后从事专业产品设计和解决复杂工程问题等打下坚实的工程素质基础。本课程兼有基础理论性、专业产品设计制造、工程应用性等综合型特点，是学生进行专业实践环节训练学习和从事专业技术工作的重要工程基础，起着承前启后的桥梁作用。

本课程以机、电、液、气相结合的重大技术装备——起重机械为对象，通过教学过程与学生学习使其达成如下教学目标；

1．了解基于物流系统装卸搬运环节下的各种类型起重机械的构造特点，应用适应性，及其新产品开发、研究成果和发展趋势。

2．理解起重机械作为复杂重型机器系统设计的科学性、先进性、工程性、社会性等特点，包括各种类型起重机设计的共性规律、创新性思维、建模与计算原理、规范标准以及特殊性。

3．掌握起重机械设计的基本概念、基础理论与计算方法，典型零部件、主要工作机构（四大机构），以及综合考虑绿色节能、效率、安全、环境和可持续发展等综合指标的整机设计过程。

4．结合课堂教学初步实现由学生转化为工程技术人才、以及社会责任感、使命感的职业规范培训，初步训练学生达成由工程实际牵引（提出）、构思典型构造、完成整机设计、转化工程产品以及解决复杂工程问题的能力，从而使学生理解机械设计过程的创造性本质。

本课程实施后对应达成G1.3、G2.3、G3.1、G3.3等项部分的本科毕业生能力素质要求。

1．毕业要求1——工程知识：具有运用机械设计制造及其自动化专业的基本理论知识解决重型机械和重大技术装备领域复杂工程问题的能力（G1.3）。

2．毕业要求2——问题分析：能够通过查阅相关文献和应用自然科学和工程科学的基本原理对重型机械和重大技术装备领域复杂工程问题进行分析，并获得有效结论（G2.3）。

3．毕业要求3——设计/开发解决方案：能够综合运用理论和技术手段对重型机械和重大技术装备领域复杂工程问题提出解决方案，并对其可行性进行分析与论证（G3.1）。

4．毕业要求3——设计/开发解决方案：在设计过程中能够综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素（G3.3）。

第一部分：基本概念和基础知识（G1.3，G2.3）

1．概论

主要介绍起重机械的广泛应用、地位、基本组成，工作过程和工作特点，发展历程和发展动向，主要工作参数等基础知识。

教学重点和难点：工作特点和主要参数，尤其是起重量和工作级别的基本概念。

作业一：自主学习：教育部精品视频公开课《举重若轻的大力神——起重机械》。

2．起重机械的类型及典型机型

主要介绍起重机械分类和命名原则与特点，常用典型机型构造及其特点和应用。

教学重点：起重机械分类和命名原则。

教学难点：起重机械类型（自主学习）。

作业二：自主学习：常用典型机型构造、特点及其应用（参考表2-1）。

实验一：起重机械认识实验。

3．起重机的承载能力与计算基础

主要介绍起重机械的承载能力、计算方法、计算载荷、载荷类型、计算工况、载荷组合及安全系数等基础知识。（其中计算方法、计算载荷、计算工况为简介部分）

教学重点：承载能力分析，φ₁～φ₇的动载荷计算工况，P_M型和P_R型载荷。

教学难点：载荷组合原理及各种组合对比分析（Ⅰ～Ⅲ三种载荷组合工况）。

第二部分：典型零部件（G1.3，G2.3，G3.1，G3.3）

4．驱动装置

主要介绍起重机械对驱动装置的要求，驱动装置类型，电力拖动系统，电动机工作方式与额定功率，电动机选型等拖动基础知识。（本章内容应与《电力拖动基础》课程相结合）

教学重点：电动机工作方式与额定功率，电动机容量确定的原则和步骤。

教学难点：电动机额定功率与发热验算。

5．起重挠性构件及其卷绕装置

主要介绍钢丝绳，滑轮与滑轮组，卷筒与卷筒组，卷绕原理及其设计计算等机械零件基础知识。

教学重点：钢丝绳标注、报废与寿命，省力滑轮组倍率，滑轮卷筒制造，卷绕系统设计。

教学难点：钢丝绳的构造，复杂卷绕系统。

作业三：自主学习：常用典型零部件构造、工艺及其材料特点。

6．取物装置

主要介绍起重取物装置的作用、要求和类型，吊钩装置制造与选型，吊钩组，抓斗机构类型、工作原理及设计，以及其他常用取物装置等机械基础知识。

教学重点：吊钩制造与钩号选型，双绳抓斗机构动作原理、工作过程、抓取能力、机构自由度分析与构造。

教学难点：吊钩计算模型，双绳抓斗张力分析。

作业四：双绳抓斗设计计算（习题集6-10）。

7．制动装置

主要介绍起重机械制动类型、制动技术及主参数，起重机上常用的鼓式和盘式制动器的工作原理、构造特点、选用原则及设计方法，以及其他工业制动器等机械基础知识。

教学重点：制动的作用及额定制动力矩，常用制动器的选用原则及在起重机上的应用。

教学难点：制动器类型及构造，制动器发热计算原理。

实验二：制动器主要性能测试

第三部分：主要工作机构（四大机构）（G1.3，G2.3，G3.1，G3.3）

8．起升机构

主要介绍起升机构的作用、运动及载荷特点，典型卷扬式起升机构的组成、构造特点、传动连接及布置形式，通用起升机构设计原则与计算方法及过程，以及特种起升机构等机械设计基础知识。

教学重点：机构连接补偿性（柔性联轴器及浮动轴），起升制动系统，减速器与卷筒组的特殊连结形式，起升机构载荷特点与计算工况。

教学难点：起升机构总体方案规划，电动机与减速器的选型及校核。

9．运行机构

主要介绍运行机构的作用、类型、组成、运动及载荷特点，轨行式运行支承装置的构造，典型轨行式运行驱动系统的组成、构造特点、传动连接及布置形式，轨行式运行阻力的计算，通用轨行式运行机构设计原则与计算方法及过程，其他形式运行机构等机械设计基础知识。

教学重点：机构连接补偿性（浮动轴或万向节），主动轮的确定及布置形式，运行机构的载荷特点和计算工况，主动轮打滑验算。

教学难点：轨行式运行机构总体方案规划，运行阻力载荷的组合及其应用。

10．回转机构

主要介绍回转机构的作用、组成、运动及载荷特点，回转支承装置的类型及构造，回转驱动系统的组成、构造特点、传动连接及布置形式，回转平衡对重的确定原则，回转机构设计原则与计算方法及过程等机械设计基础知识。

教学重点：回转机构的载荷特点和计算工况，平衡对重，极限力矩限制装置。

教学难点：回转支承装置载荷组合及设计，回转阻力矩载荷的组合及其应用。

11．变幅机构

主要介绍变幅机构的作用、类型、组成、运动及载荷特点，工作性变幅时载重水平变幅与臂架自重平衡的方案、构造特点及设计原理，变幅驱动系统的组成、构造特点、传动连接及布置形式，工作性变幅阻力计算及其驱动系统设计的步骤及方法，以及非工作性变幅机构等机械设计基础知识。

教学重点：工作性变幅机构的工作原理，变幅机构载荷特点和计算工况。

教学难点：工作性变幅阻力的载荷计算与组合。

第四部分：整机设计与安全（G1.3，G2.3，G3.1，G3.3）

12．轮压

主要介绍起重机基于三支点静定轮压模型，四支点超静定轮压模型中——刚性车架假设（超静定）与柔性车架假设（近似静定）等轮压计算基础知识。

教学重点和难点：轮压计算模型适应性及计算过程。

13．起重机刚性稳定性和抗风防滑

主要介绍起重机不同机型时刚性稳定性计算原则（抗倾覆稳定性），整机抗风防滑设计等稳定性计算基础知识。

教学重点和难点：力矩不等式法抗倾覆稳定性计算原理。

14．起重机械安全

主要介绍起重机安全工程基本原理，安全系统构建，安全设计，安全防护系统设置等安全工程基础知识。

教学重点：事故致因理论及其预防的危控技术，本质安全化机理，常见安全装置与措施。

教学难点：起重机安全系统构建及安全设计，安全装置工作原理。

作业五：自主学习：起重机常用安全装置的典型构造、特点及其应用（参考表14-4）。

15．起重机械电气系统与设备（自学）

主要介绍起重机械相关电气设备，调速及电气传动控制系统等电气控制基础知识。

教学重点和难点：起重机械电力装备的技术要求，主要调速方法的工作原理。

实验（4学时），见《专业课程综合实验（课程编号S0121029）》（共16学时，其中《起重机械》4学时），单独考核。

1．起重机械认识实验（2学时）

实验内容主要是通过实验、看录像及参观模型室等手段，使学生了解本课程国内外先进技术和最新产品的发展状况，了解各类起重机械的类型、构造特点及其应用。

2．制动器主要性能测试（2学时）

实验内容主要是测定制动器制动力矩等各种参数，属于验证性实验。要求学生通过制动器试验台模拟起重机实际工作工况，从而测定鼓（盘）式制动器相关工作参数；掌握制动器试验台的结构和工作原理。训练学生设计和实施工程实验并对结果进行处理分析的能力。

本课程采用工程案例式、启发式结合的教学方法，充分利用多媒体课件以及实物教具等教学手段，巩固学生对基本概念、基本理论的掌握，并使学生能灵活运用所学知识，活跃学习气氛，增强学习兴趣，拓展创新思维。

本课程作业要求主要采用自主学习（3选2）、大作业等形式，并提交自主学习报告和大作业设计，详细内容见（五）中相关章节。另外，学生还应以习题集为各章节的学习思考题进行学习。

考核方法：采用平时考查与课终考试相结合的形式对学生学习过程及其结果进行综合评价。最终成绩评定按课终闭卷考试百分制成绩占70%至80%、平时考查占30%至20%（含实验成绩占5%左右），进行统计合成。

平时考查的考核方式以课堂随机抽查提问（缺勤者须提供当堂内容自学报告）、测验、作业、实验等为主进行考核组合。

主教材：文豪，秦义校《起重机械》（第1版）．北京：机械工业出版社，2013年。

参考书：

1．杨长骙，傅东明主编．起重机械．北京：机械工业出版社，1992年。

2．起重机设计规范编写组．起重机设计规范（GB3811-2008）．北京：中国标准出版社。

3．张质文，虞和谦主编．起重机设计手册．北京：中国铁道出版社，2013年。