機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-十噸位橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【全套圖紙】

《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-十噸位橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【全套圖紙】》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-十噸位橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【全套圖紙】（43頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、編編 號(hào)號(hào) 無(wú)錫太湖學(xué)院 畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)（論論文文） 題目：題目：十噸位橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)十噸位橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè) 計(jì)計(jì) 信機(jī) 系系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專專 業(yè)業(yè) 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： （職稱：講 師 ） （職稱： ） 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2013 年 5 月 25 日 無(wú)錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）無(wú)錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠(chéng)誠(chéng) 信信 承承 諾諾 書書 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 十噸位橋式 起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研 究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中

2、特別加以 標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任 何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級(jí)： 機(jī)械 92 學(xué) 號(hào)： 0923087 作者姓名： 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2013 年 5 月 25 日 I 無(wú)無(wú)錫錫太太湖湖學(xué)學(xué)院院 信信 機(jī)機(jī) 系系 機(jī)機(jī)械械工工程程及及自自動(dòng)動(dòng)化化 專專業(yè)業(yè) 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì)論論 文文 任任 務(wù)務(wù) 書書 一、一、題目及專題：題目及專題： 1、題目 十噸位橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 、專題 二、課題來(lái)源及選題依據(jù)二、課題來(lái)源及選題依據(jù) 本次課程設(shè)計(jì)的課題來(lái)源于正常的生產(chǎn)實(shí)踐需求。 選題的相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)： 起重機(jī)的起重量 Q=10T，

3、橋架跨度 L=22.5m， 大車運(yùn)行速度 Vdc=43.8m/min，工作類型為中級(jí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)行持續(xù)率為 JC%=25， 起重機(jī)的估計(jì)重量 G=168KN，小車的重量為 Gxc=40KN，橋架采用箱形結(jié) 構(gòu)。 3、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 1.了解橋式起重機(jī)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)和工作原理。 2.完成 3 張 A0 圖紙（折合） 。 3.撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，內(nèi)容包括：課題的目的、意義、國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)；研究 的主要內(nèi)容；總體方案的擬定和主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算；傳動(dòng)方案的確定及設(shè) 計(jì)計(jì)算，主要工作部件的設(shè)計(jì)；主要零件分析計(jì)算和校核；參考文獻(xiàn)。文字 在 30 頁(yè)左右，

4、條理清楚，計(jì)算有據(jù)，格式按無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 II （設(shè)計(jì)）規(guī)范化要求。 四、接受任務(wù)學(xué)生：四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械 92 班班 姓名姓名 五、開始及完成日期：五、開始及完成日期： 自自 2012 年年 11 月月 12 日日 至至 2013 年年 5 月月 25 日日 六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問(wèn)）：六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問(wèn)）： 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 簽名簽名 簽名簽名 簽名簽名 教研室主任教研室主任 學(xué)科組組長(zhǎng)學(xué)科組組長(zhǎng) 簽名簽名 系主任系主任 簽名簽名 2012 年年 11 月月 12 日日 III 摘摘 要要 橋式起重機(jī)是一種工作性能比較穩(wěn)定，工作效率比較高的起重機(jī)。隨著我國(guó)制造

5、業(yè) 的發(fā)展，橋式起重機(jī)越來(lái)越多的應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。在工廠中搬運(yùn)重物，機(jī)床上下件， 裝運(yùn)工作吊裝零部件，流水在線的定點(diǎn)工作等都要用到起重機(jī)。在查閱相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ) 上，綜述了橋式起重機(jī)的開發(fā)和研究成果,重點(diǎn)對(duì)橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、端梁、主梁、 焊縫及連接進(jìn)行設(shè)計(jì)并進(jìn)行強(qiáng)度核算,主要是進(jìn)行端梁的抗震性設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算和支承處 的接觸應(yīng)力分析計(jì)計(jì)算過(guò)程。設(shè)計(jì)包括電動(dòng)機(jī),減速器,聯(lián)軸器,軸承的選擇和校核。設(shè)計(jì) 中參考了許多相關(guān)數(shù)據(jù), 運(yùn)用多種途徑, 利用現(xiàn)有的條件來(lái)完成設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)通過(guò)反 復(fù)考慮多種設(shè)計(jì)方案, 認(rèn)真思考, 反復(fù)核算, 力求設(shè)計(jì)合理;通過(guò)采取計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方 法以及參考他人的經(jīng)驗(yàn), 力

6、求有所創(chuàng)新;通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法, 繪圖和設(shè)計(jì)計(jì)算都充 分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大輔助功能, 力求設(shè)計(jì)高效。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：橋式起重機(jī),大車運(yùn)行機(jī)構(gòu),主梁，端梁，焊縫 IV Abstract Bridge crane is a kind of performance is stability, the working efficiency is relatively high crane. Along with the development of Chinas manufacturing industry,bridge crane is applied to industrial product

7、ion more and more . Carrying heavy loads in factories , machine tool fluctuation pieces, shipping work on the assembly line for hoisting parts, the designated work with a crane.On the basis of literature review, summarized the bridge crane development and research results, focusing on bridge crane d

8、uring operation organization, main beam,end beam weld and connection for design and the strength calculation; Mainly for the girders extent design and strength calculation and the support of contact stress analysis program in calculation. Design including motor, reducer, coupling, bearing choosing a

9、nd checking. The design refer to many related information, reference to apply a variety of ways, make the existing conditions to complete design. By considering various design scheme repeatedly, thinking deeply,strive to design reasonable; By taking computer aided design method and reference the exp

10、erience of others,strive to make innovation; Through computer aided design method, graphics and design calculations give fullplay to the powerful auxiliary function, computer to design efficient. Key words: bridge crane; during operation organization; main beam; end beam;weld V 目目 錄錄 摘 要.IV Abstract

11、V 目 錄.VI 1 緒論.1 1.1 起重機(jī)背景及其理論.1 1.2 實(shí)際意義.1 1.3 研究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題.1 1.4 起重機(jī)國(guó)內(nèi)與國(guó)外發(fā)展動(dòng)向.2 1.4.1 國(guó)內(nèi)橋式起重機(jī)發(fā)展動(dòng)向.2 1.4.2 國(guó)外起重機(jī)的發(fā)展動(dòng)向.2 1.5 橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容.3 2 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)5 2.1 設(shè)計(jì)的基本原則和要求.5 2.1.1 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案.5 2.1.2 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)具體布置的主要問(wèn)題：.5 2.2 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算.6 2.2.1 確定機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案.6 2.2.2 選擇車輪與軌道，并驗(yàn)算其強(qiáng)度.6 2.2.3 運(yùn)行阻力計(jì)算.8 2.2.4 選擇電動(dòng)機(jī).9 2.2.5 驗(yàn)算

12、電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率條件.9 2.2.6 減速器的選擇10 2.2.7 驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率10 2.2.8 驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間10 2.2.9 起動(dòng)工況下校核減速器功率11 2.2.10 驗(yàn)算啟動(dòng)不打滑條件11 2.2.11 選擇制動(dòng)器13 2.2.12 選擇聯(lián)軸器14 2.2.13 浮動(dòng)軸的驗(yàn)算14 2.2.14 緩沖器的選擇15 3 端梁的設(shè)計(jì)17 3.1 端梁的尺寸的確定17 3.1.1 端梁的截面尺寸 .17 3.1.2 端梁總體的尺寸17 3.2 端梁的計(jì)算17 3.3 主要焊縫的計(jì)算20 VI 3.3.1 端梁端部上翼緣焊縫20 3.3.2 下蓋板翼緣焊縫的剪應(yīng)力驗(yàn)算21 4 端梁接

13、頭的設(shè)計(jì)22 4.1 腹板和下蓋板螺栓受力計(jì)算.22 4.2 計(jì)算螺栓和焊縫的強(qiáng)度.24 4.2.1 螺栓的強(qiáng)度校核24 4.2.2 焊縫的強(qiáng)度校核24 5 焊接工藝設(shè)計(jì).26 6 結(jié)論與展望.30 致 謝.31 參考文獻(xiàn).32 十噸位橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 1 緒論緒論 1.1 起重機(jī)背景及其理論起重機(jī)背景及其理論 橋式起重機(jī)是架設(shè)在高架軌道上運(yùn)行的一種橋架型起重機(jī)，又稱為天車。橋式起重 機(jī)的橋架沿著鋪設(shè)在兩側(cè)的高架軌道縱向運(yùn)行，起重小車沿著鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向 運(yùn)行，構(gòu)成覆蓋一定面積的工作區(qū)域，這樣可以充分利用橋架下面的空間吊運(yùn)、裝卸貨 物，不受地面設(shè)施、貨物的阻礙。橋式起重機(jī)廣

14、泛地應(yīng)用在室內(nèi)外倉(cāng)庫(kù)、廠房、機(jī)場(chǎng)、 港口和露天貨物場(chǎng)所等處。二十世紀(jì)以來(lái)，隨著鋼鐵、機(jī)械制造業(yè)和鐵路、港口、航空 運(yùn)輸及交通業(yè)的的發(fā)展，大大的促進(jìn)了起重運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)的發(fā)展。對(duì)起重運(yùn)輸機(jī)械的性 能也提出了更高的要求?，F(xiàn)代起重運(yùn)輸機(jī)械擔(dān)當(dāng)著繁重的貨物搬運(yùn)任務(wù)，是工廠、港口、 貨運(yùn)鐵路等工作部門實(shí)現(xiàn)貨物搬運(yùn)、裝卸現(xiàn)代化、機(jī)械化的關(guān)鍵。因而起重機(jī)的金屬結(jié) 構(gòu)都用質(zhì)量可靠的鋼材制造，并用焊接代替鉚接，不但簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，縮短了制造時(shí)間，而 且大大地減輕了自身的重量，焊接結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代金屬結(jié)構(gòu)的特征。我國(guó)是應(yīng)用起重機(jī)械最 早的國(guó)家之一，我們的祖先采用杠桿搬運(yùn)石料建造城墻，就是利用起重設(shè)備節(jié)省人力、 裝卸貨物的例子。

15、幾千年的封建統(tǒng)治和近代革命戰(zhàn)爭(zhēng)的影響，我國(guó)工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，自行 設(shè)計(jì)制造的起重機(jī)械很少，絕大多數(shù)起重運(yùn)輸機(jī)械需要依靠進(jìn)口。新中國(guó)成立以來(lái)，隨 著冶金、鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，起重運(yùn)輸機(jī)械也獲得了很好的發(fā)展，全國(guó)剛解放就建立了全 國(guó)最大的大連起重機(jī)械廠，1949 年10月，在該廠試制成功我國(guó)第一臺(tái)起重量為50 噸， 跨度為22.5m 的橋式起重機(jī)。為培養(yǎng)起重運(yùn)輸機(jī)械專業(yè)的人才，多所高等工業(yè)學(xué)校，創(chuàng) 辦了起重運(yùn)輸機(jī)械專業(yè)。到目前為止，我國(guó)通用門式起重機(jī)和工程起重機(jī)已擺脫了仿制 進(jìn)口，完全有能力設(shè)計(jì)制造各種大型先進(jìn)的起重設(shè)備。無(wú)論從結(jié)構(gòu)形式，還是性能指針 都達(dá)到世界領(lǐng)先水平。 1.2 實(shí)際意義實(shí)際意義 我國(guó)起

16、重運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)從新中國(guó)成立后開始建立并逐步發(fā)展壯大，并已形成了各種 類型的產(chǎn)品范圍和龐大的企業(yè)群體，服務(wù)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)各個(gè)行業(yè)。改革開房以來(lái)，隨著我 國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的起重運(yùn)輸機(jī)械制造業(yè)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。目前起重機(jī)械銷 售應(yīng)用市場(chǎng)的前景非常廣闊，2011年度起重運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)銷售額達(dá)到2730億元，“十一五” 期間平均每年超過(guò)15%，20112年度市場(chǎng)依然保持著持續(xù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。 70年代以來(lái)，起重機(jī)的類型、規(guī)格、性能和技術(shù)水平都獲得了極大的發(fā)展，除了滿 足國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)起重機(jī)日益增長(zhǎng)的需要外，還向國(guó)外出口各種類型的高性能、高水平 的起重機(jī)。由此可見，起重機(jī)的設(shè)計(jì)制造，也能從一個(gè)方面反映出一個(gè)

17、國(guó)家的工業(yè)現(xiàn)代 化水平。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 1.3 研究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題研究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題 上個(gè)世紀(jì)70年代以來(lái)，隨著生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，起重機(jī)械無(wú)論在類型及質(zhì)量 上都得到了極其迅速的發(fā)展。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，特別是國(guó)家加大基礎(chǔ)工程建設(shè) 的結(jié)構(gòu)部件和機(jī)械設(shè)備的重量也越來(lái)越大，特別是大型水電站、石油、化工、港口、冶 金、航天以及公用民用高層建筑的安裝作業(yè)的迫切需要，極大的促進(jìn)了起重機(jī)、特別是 大型起重機(jī)的發(fā)展，起重機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)得到了迅速發(fā)展。隨著起重機(jī)的使用頻率、 起重量的增大，對(duì)其安全性能、經(jīng)濟(jì)性能、效率以及耐久性能等問(wèn)題，也越來(lái)越引起人 們的重視，并對(duì)設(shè)計(jì)理念、方法及手

18、段的探討也日趨深入。由于在起重機(jī)設(shè)計(jì)中采取常 規(guī)設(shè)計(jì)方法時(shí)，許多構(gòu)件存在不合理性，進(jìn)而影響整個(gè)設(shè)備性能。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng) 用，在很大范圍內(nèi)解決了起重機(jī)的設(shè)計(jì)中遇到的一些問(wèn)題，尤其是有限元分析方法與計(jì) 算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，為起重機(jī)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確分析提供了強(qiáng)力的有效手段，在實(shí)際工程已日益 普及，且今后的結(jié)構(gòu)分析從孤立的單個(gè)構(gòu)件轉(zhuǎn)變到整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的整體空間分析。 1.4 起重機(jī)起重機(jī)國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)與與國(guó)外國(guó)外發(fā)展動(dòng)向發(fā)展動(dòng)向 起重機(jī)作為一種古老的機(jī)械，時(shí)至今日，在其承載方式、驅(qū)動(dòng)裝置、取物機(jī)構(gòu)、控 制方法及安全等方面上都有了完善的發(fā)展，其設(shè)計(jì)理念、制造工藝、檢測(cè)方法等都日趨 規(guī)范、完善，已經(jīng)成為安全可靠的機(jī)械。

19、隨著生產(chǎn)力發(fā)展，起重機(jī)的種類、形式也需要 相應(yīng)地發(fā)展和創(chuàng)新，性能也需要不斷加強(qiáng)與完善。隨著現(xiàn)代化設(shè)計(jì)方法的建立，以及計(jì) 算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段的廣泛應(yīng)用，起重機(jī)設(shè)計(jì)理念和方法得到了進(jìn)一步的發(fā)展， 其它技術(shù)領(lǐng)域和相鄰工業(yè)部門不斷取得的新科技成果在起重機(jī)上不斷的滲透、推廣應(yīng)用 等，使得起重機(jī)的各方面都不斷地發(fā)得到展。因此，起重機(jī)向現(xiàn)代化、智能化、數(shù)字化、 更安全可靠方便的方向不斷發(fā)展。 1.4.1 國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)橋式起重機(jī)發(fā)展動(dòng)向橋式起重機(jī)發(fā)展動(dòng)向 加入世貿(mào)組織后，雖然國(guó)內(nèi)市場(chǎng)(特別是配件)將受到較大沖擊，但同時(shí)也給我們帶來(lái) 了大量的新技術(shù)，使國(guó)內(nèi)主要起重機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)更深刻認(rèn)識(shí)到差距，更深刻地了解國(guó)

20、產(chǎn) 起重機(jī)械存在的致命問(wèn)題，引導(dǎo)主要起重機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)的進(jìn)行進(jìn)一步的技術(shù)創(chuàng)新。 隨著機(jī)械起重產(chǎn)品十多年來(lái)隨著技術(shù)的引進(jìn)、消化、吸收，有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，產(chǎn)品性能、 可靠性、外觀都有較大幅度的改善和提升，但同國(guó)外同類型產(chǎn)品比較來(lái)看，仍然存在較 大差距，就工程起重機(jī)而言，今后的發(fā)展主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面： （1）整機(jī)性能，隨著先進(jìn)技術(shù)和新型材料的應(yīng)用,同種型號(hào)的產(chǎn)品，整機(jī)重量將要比現(xiàn)在 輕15%左右。隨著結(jié)構(gòu)分析應(yīng)用和先進(jìn)設(shè)備的使用,使得起重機(jī)的結(jié)構(gòu)形式更加合理 （2）高性能、高可靠性的配件,零部件選擇范圍大、適應(yīng)性能好,使得起重機(jī)性能得到充 分發(fā)揮 （3）智能數(shù)字控制顯示系統(tǒng)的推廣應(yīng)用和電液比例控

21、制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用 十噸位橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 （4）完善操作方法，使得起重機(jī)更方便、舒適、安全 （5）向吊重量大、起升高度、幅度更大的大噸位方向發(fā)展。 1.4.2 國(guó)國(guó)外起重機(jī)的發(fā)展動(dòng)向外起重機(jī)的發(fā)展動(dòng)向 （1）重點(diǎn)產(chǎn)品大型化，高速化和專用化。 由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)效率日益提高，以及產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中物料將卸搬 運(yùn)費(fèi)用所占比例逐漸增加，促使大型或高速起重機(jī)的需求量不斷增長(zhǎng)，起重量越來(lái)越大， 工作速度越來(lái)越高，并對(duì)能耗和可靠性提出更嚴(yán)格的要求。目前世界上最大的履帶起重 機(jī)起重量3000t，最大的橋式起重機(jī)起升重量200t，集裝箱岸連裝卸橋小車的最大運(yùn)行速 度已達(dá)350m/min，

22、堆垛起重機(jī)級(jí)最大運(yùn)行速度240m/min，垃圾處理用起重機(jī)的起升速度 達(dá)100m/min。 （2）系列產(chǎn)品模塊化、組合化和標(biāo)準(zhǔn)化 用模塊化設(shè)計(jì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整機(jī)設(shè)計(jì)方法，將起重機(jī)上功能基本相同的構(gòu)件、部件和零件 制成有多種用途的標(biāo)準(zhǔn)件，有相同連接方法和可互換的標(biāo)準(zhǔn)模塊，通過(guò)不同模塊的相互 組合，形成不同功能和規(guī)格的起重機(jī)。 （3）通用產(chǎn)品小型化、輕型化和多樣化 絕大部分的起重機(jī)是在通用的場(chǎng)合使用，工作重量不是很重。這類起重機(jī)生產(chǎn)批量大、 用途廣，考慮到綜合效益，要求起重機(jī)重量降低高度，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減小自重和輪壓，使 得整體建筑物高度下降，建筑結(jié)構(gòu)輕型化，降低造價(jià)，降低成本。 （4）產(chǎn)品性能自動(dòng)化、智

23、能化和數(shù)字化 起重機(jī)的更新和發(fā)展，在很大程度上取決于電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展。將機(jī)械技術(shù)和電 子技術(shù)相結(jié)合，將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、電力技術(shù)、光纜技術(shù)、液壓技術(shù)、模 糊控制技術(shù)等技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械的驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的自動(dòng)化和智能化。大型 高效起重機(jī)新一代電氣控制裝置已發(fā)展為全電子數(shù)字化控制系統(tǒng)。 （5）產(chǎn)品組合成套化、集成化和柔性化 在起重機(jī)單機(jī)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)把各種起重運(yùn)輸機(jī)械組成一個(gè)物料搬運(yùn)集成 系統(tǒng)，通過(guò)中央控制室的控制，與生產(chǎn)設(shè)備有機(jī)結(jié)合，與生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合。 （6）產(chǎn)品構(gòu)造新型化、美觀化和實(shí)用化 結(jié)構(gòu)方面采用薄壁型材和異形鋼、減少結(jié)構(gòu)的拼接焊縫，提高抗疲勞性能。采

24、用各種高 強(qiáng)度低合金鋼新材料，提高承載能力，改善受力條件，減輕自重和增加外形美觀。 1.5 橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)的橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容主要內(nèi)容 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)： 了解設(shè)計(jì)的基本原則和要求，確定機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案， 解決大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)具體布置的主要問(wèn)題， 計(jì)算大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的相關(guān)計(jì)算， 通過(guò)計(jì)算結(jié)果選擇車輪與軌道，驗(yàn)算校核其強(qiáng)度。 選擇電動(dòng)機(jī)，驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率條件 選擇合適的減速器 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率 驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間，并驗(yàn)算啟動(dòng)不打滑條件 選擇制動(dòng)器、聯(lián)軸器 驗(yàn)算浮動(dòng)軸 選擇緩沖器 端梁的設(shè)計(jì)： 焊縫的計(jì)算，選擇合適的焊接方法， 端梁端部上翼緣焊縫， 驗(yàn)算下蓋板翼

25、緣焊縫的剪應(yīng)力， 設(shè)計(jì)端梁接頭 計(jì)算腹板和下蓋板螺栓受力 計(jì)算校核螺栓和焊縫的強(qiáng)度 設(shè)計(jì)焊接工藝 十噸位橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 2 2 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2.1 設(shè)計(jì)的基本原則和要求設(shè)計(jì)的基本原則和要求 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)通常和橋架的設(shè)計(jì)一起考慮，兩者的設(shè)計(jì)工作要交叉進(jìn)行，一 般的設(shè)計(jì)步驟： 1）確定橋架結(jié)構(gòu)的形式和大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的傳方式 2）布置橋架的結(jié)構(gòu)尺寸 3）安排大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的具體位置和尺寸 4）綜合考慮二者的關(guān)系和完成部分的設(shè)計(jì) 對(duì)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求是： 1）機(jī)構(gòu)要緊湊，重量要輕 2）和橋架配合要合適，這樣橋架設(shè)計(jì)容易，機(jī)構(gòu)好布置 3）盡量減輕主梁的

26、扭轉(zhuǎn)載荷，不影響橋架剛度 4）維修檢修方便，機(jī)構(gòu)布置合理 2.1.1 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案 大車機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案，基本分為兩類：主要分為集中驅(qū)動(dòng)和分別驅(qū)動(dòng)。 集中驅(qū)動(dòng)又分為高速和低速兩種。高速集中驅(qū)動(dòng)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，由電動(dòng)機(jī)通過(guò)制 動(dòng)輪與聯(lián)軸器、傳動(dòng)軸直接連接，減速器安裝在主梁走臺(tái)的兩端。采用這種運(yùn)行機(jī)構(gòu)傳 動(dòng)方案的傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速較高，傳遞轉(zhuǎn)矩小，而傳動(dòng)軸和軸系零件尺寸也較小、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的 重量輕。低速集中驅(qū)動(dòng)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，由電機(jī)通過(guò)制動(dòng)輪直接與減速器聯(lián)接，減速器 安裝在主梁走臺(tái)的中間。采用這種傳動(dòng)方案?jìng)鲃?dòng)軸轉(zhuǎn)速低，比較安全，但傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩大， 因而一些零件的尺寸較大，使得整個(gè)機(jī)構(gòu)較重。 分別驅(qū)動(dòng)是

27、在橋式起重機(jī)上裝兩套相同，但互不相連的驅(qū)動(dòng)裝置。其特點(diǎn)是省去了 傳動(dòng)軸而使運(yùn)行機(jī)構(gòu)自重減輕，由于分組性能好，使得安裝和維護(hù)保養(yǎng)都很方便。 分別傳動(dòng)和集中傳動(dòng)，橋式起重機(jī)常用的跨度（10.5-32M）范圍均可用分別傳動(dòng)的 方案本設(shè)計(jì)采用分別傳動(dòng)的方案。 2.1.2 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)具體布置的主要問(wèn)題大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)具體布置的主要問(wèn)題： （1）聯(lián)軸器的選擇 （2）軸承位置的安排 （3）軸長(zhǎng)度的確定 這三著是互相聯(lián)系的。在具體布置大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的零部件時(shí)應(yīng)該注意以幾點(diǎn)： （1）因?yàn)榇筌囘\(yùn)行機(jī)構(gòu)要安裝在起重機(jī)橋架上，橋架的運(yùn)行速度很高，而且受載之后 向下?lián)锨瑱C(jī)構(gòu)零部件在橋架上的安裝可能不十分準(zhǔn)確，所以如果單從

28、保持機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng) 性能和補(bǔ)償安裝的不準(zhǔn)確性著眼，凡是靠近電動(dòng)機(jī)、減速器和車輪的軸，最好都用浮動(dòng) 軸。 （2）為了減少主梁的扭轉(zhuǎn)載荷，應(yīng)該使機(jī)構(gòu)零件盡量靠近主梁而遠(yuǎn)離走臺(tái)欄桿；盡量 靠近端梁，使端梁能直接支撐一部分零部件的重量。 （3）對(duì)于分別傳動(dòng)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)應(yīng)該參考現(xiàn)有的資料，在浮動(dòng)軸有足夠的長(zhǎng)度的條 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 件下，使安裝運(yùn)行機(jī)構(gòu)的平臺(tái)減小，占用橋架的一個(gè)節(jié)間到兩個(gè)節(jié)間的長(zhǎng)度，總之考慮 到橋架的設(shè)計(jì)和制造方便。 （4）制動(dòng)器要安裝在靠近電動(dòng)機(jī)，使浮動(dòng)軸可以在運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動(dòng)時(shí)發(fā)揮吸收沖擊動(dòng)能的 作用。 2.2 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算 已知數(shù)據(jù)： 起重機(jī)的起重量

29、Q=10T， 橋架跨度 L=22.5m， 大車運(yùn)行速度 Vdc=43.8m/min，工作類型為中級(jí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)行持續(xù)率為 JC%=25， 起重機(jī)的估計(jì)重量 G=168KN，小車的重量為 Gxc=40KN，橋架采用箱形結(jié)構(gòu)。 計(jì)算過(guò)程如下： 2.2.1 確定機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案確定機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案 本起重機(jī)采用分別傳動(dòng)的方案如圖 2.1 1電動(dòng)機(jī) 2制動(dòng)器 3高速浮動(dòng)軸 4聯(lián)軸器 5減速器 6聯(lián)軸器 7 低速浮動(dòng)軸 8聯(lián) 軸器 9車輪 圖 2.1 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu) 2.2.2 選擇車輪與軌道，并驗(yàn)算其強(qiáng)度選擇車輪與軌道，并驗(yàn)算其強(qiáng)度 按照如圖所示的重量分布，計(jì)算大車的最大輪壓和最小輪壓： 滿載時(shí)的最大輪壓： P

30、max = L eLQ 2 Gxc 4 Gxc-G （2.1） = 5 .22 5 . 1 5 . 22 2 40100 4 40-168 =95.6KN 空載時(shí)最大輪壓： Pmax= L eL 2 Gxc 4 Gxc-G 十噸位橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 = 5 .22 5 . 1 5 . 22 2 40 4 40-168 =50.2KN 空載時(shí)最小輪壓： Pmin = L e 2 Gxc 4 Gxc-G （2.2） = 5 .22 5 . 1 2 40 4 40-168 =33.8KN 式中的 e 為主鉤中心線離端梁的中心線的最小距離 e=1.5m 載荷率：Q/G=100/168=0.

31、595 由1表 19-6 選擇車輪：當(dāng)運(yùn)行速度為 Vdc=30-60m/min，Q/G=0.595 時(shí)工作類型為中 級(jí)時(shí)，車輪直徑 Dc=500mm，軌道為 P38 的許用輪壓為 150KN，故可用。 （1）疲勞強(qiáng)度的計(jì)算 疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的等效載荷： Qd=2Q=0.6*100000=60000N 式中 2等效系數(shù)，由1表 4-8 查得 2=0.6 車論的計(jì)算輪壓： Pj= KCI r Pd （2.3） =1.050.8977450 =72380N 式中：Pd車輪的等效輪壓 Pd = L LQd5 . 1 2 Gxc 4 Gxc-G = 5 . 22 5 . 1 5 . 22 2 4060 4

32、 40-168 =77450N r載荷變化系數(shù)，查1表 19-2，當(dāng) Qd/G=0.357 時(shí)，r=0.89，Kc1沖擊系數(shù)， 查1表 19-1。第一種載荷當(dāng)運(yùn)行速度為 V=1.5m/s 時(shí)，Kc1=1.05 根據(jù)點(diǎn)接觸情況計(jì)算疲勞接觸應(yīng)力： j=4000 3 2 12 rDc Pj （2.4） =40003 2 30 1 50 2 72380 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 =13555Kg/cm2 j =135550N/cm2 式中 r軌頂弧形半徑，由3附錄 22 查得 r=300mm，對(duì)于車輪材料 ZG55II，當(dāng) HB320 時(shí)，jd =160000-200000N/cm2，因此滿足疲勞

33、強(qiáng)度計(jì)算。 （2）強(qiáng)度校核 最大輪壓的計(jì)算： Pjmax=KcIIPmax （2.5） =1.195600 =105160N 式中 KcII沖擊系數(shù)，由3表 2-7 第 II 類載荷 KcII=1.1 按點(diǎn)接觸情況進(jìn)行強(qiáng)度校核的接觸應(yīng)力：4 jmax= 3 2 12 max rDc Pj （2.6） =3 2 30 1 50 2 105160 =15353Kg/cm2 jmax =153530N/cm2 車輪采用 ZG55II，查1表 19-3 得，HB320 時(shí)， j=240000-300000N/cm2， jmax N,故所選減速器功率合適。 2.2.10 驗(yàn)算啟動(dòng)不打滑條件驗(yàn)算啟動(dòng)不打滑

34、條件 由于起重機(jī)室內(nèi)使用,故坡度阻力及風(fēng)阻力不考慮在內(nèi).以下按三種情況計(jì)算. （1）兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)同時(shí)驅(qū)動(dòng)： n=nz 2 ) 2 ( 60 12 / 1 c q dc D kp d kp t v g G fp （2.18） 式中 p1= / max / min pp =33.8+50.2=84KN主動(dòng)輪輪壓 p2= p1=84KN從動(dòng)輪輪壓 f=0.2粘著系數(shù)(室內(nèi)工作) nz防止打滑的安全系數(shù).nz1.051.2 n = 2 5 . 0 0006 . 0 10845 . 1) 2 14 . 0 02 . 0 0006. 0 (1084 7 . 560 56.88 10 1010 8 .

35、16 2 . 01084 33 3 3 =2.97 nnz,故兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)空載啟動(dòng)不會(huì)打滑 （2）事故狀態(tài) 當(dāng)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置工作,而無(wú)載小車位于工作著的驅(qū)動(dòng)裝置這一邊時(shí),則 n=nz 2 ) 2 ( 60 12 / 1 c q dc D kp d kp t v g G fp 式中 p1=50.2KN主動(dòng)輪輪壓 / max p p2=2+ / min p / max p =233.8+50.2=117.8KN從動(dòng)輪輪壓 一臺(tái)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)空載啟動(dòng)時(shí)間 / q t 十噸位橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 = / q t 24 . 4 375 705 95 . 0 5 . 12 5 . 016800

36、645 . 0 15 . 1 2 2 =13.47 s n= =2.94 2 5 . 0 0006 . 0 2 . 505 . 1 )07 . 0 02 . 0 0006. 0 ( 8 .117 47.1360 56.88 10 168 2 . 0 2 . 50 nnz,故不打滑. （3）事故狀態(tài) 當(dāng)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置工作,而無(wú)載小車遠(yuǎn)離工作著的驅(qū)動(dòng)裝置這一邊時(shí),則 n=nz 2 ) 2 ( 60 12 / 1 c q dc D kp d kp t v g G fp 式中 P1=33.8KN主動(dòng)輪輪壓 / min P P2 =2=33.8+2*50.2=134.2KN從動(dòng)輪輪壓 / min p

37、/ max p = 13.47 S 與第(2)種工況相同 / q t n= 2 5 . 0 0006. 0 8 . 335 . 1 ) 2 14. 0 02. 00006. 0 ( 2 .134 47.1360 56.88 10 168 2 . 0 8 . 33 =1.89 故也不會(huì)打滑 結(jié)論:根據(jù)上述不打滑驗(yàn)算結(jié)果可知,三種工況均不會(huì)打滑 2.2.11 選擇制動(dòng)器選擇制動(dòng)器 由1中所述,取制動(dòng)時(shí)間 tz=5s 按空載計(jì)算動(dòng)力矩,令 Q=0,得: Mz= 2 0 2 1 21/ )( *375 1 i GD GDmc t n M m C z j （2.19） 式中 / 0 min / 2 )(

38、 i Dpp M cmp j = 5 .122 95 . 0 5 . 01344336 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 =-19.2Nm Pp=0.002G=1680000.002=336N Pmin=G 2 1 ) 2 ( c D d =1344N 2 5 . 0 ) 2 14 . 0 02 . 0 0006 . 0 (168000 M=2制動(dòng)器臺(tái)數(shù).兩套驅(qū)動(dòng)裝置工作 Mz= 95. 0 5 .12 5 . 0168000 645. 015 . 1 2 5375 705 2 . 19 2 1 2 2 =41.2 Nm 現(xiàn)選用兩臺(tái) YWZ-200/25 的制動(dòng)器，查1表 18-10 其制動(dòng)力矩

39、 M=200 Nm，為避免 打滑，使用時(shí)將其制動(dòng)力矩調(diào)制 3.5 Nm 以下。 2.2.12 選擇聯(lián)軸器選擇聯(lián)軸器 根據(jù)傳動(dòng)方案,每套機(jī)構(gòu)的高速軸和低速軸都采用浮動(dòng)軸. （1）機(jī)構(gòu)高速軸上的計(jì)算扭矩： =110.61.4=154.8 Nm / js M IIn M （2.20） 式中 MI連軸器的等效力矩. MI=255.3=110.6 Nm el M 1 等效系數(shù) 取=2 查2表 2-7 1 1 Mel=9.75*=55.3 Nm 705 4000 由2表 33-20 查的:電動(dòng)機(jī) Y160M1-8,軸端為圓柱形,d1=48mm,L=110mm;由219-5 查 得 ZLZ-160-12.5

40、-iv 的減速器,高速軸端為 d=32mm,l=58mm,故在靠電機(jī)端從由表2選聯(lián)軸 器 ZLL2（浮動(dòng)軸端 d=40mm;MI=630Nm,(Gd2ZL=0.063Kgm,重量 G=12.6Kg） ；在靠 近減速器端，由2選用兩個(gè)聯(lián)軸器 ZLD，在靠近減速器端浮動(dòng)軸端直徑為 d=32mm;MI =630 Nm, (Gd2)L=0.015Kgm, 重量 G=8.6Kg. 高速軸上轉(zhuǎn)動(dòng)零件的飛輪矩之和為： (Gd2)ZL+(Gd2)L=0.063+0.015=0.078 Kgm 與原估算的基本相符，故不需要再算。 （2）低速軸的計(jì)算扭矩： 0 iMM jsjs 十噸位橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

41、15 =154.815.750.95=2316.2 Nm 2.2.13 浮動(dòng)軸的驗(yàn)算浮動(dòng)軸的驗(yàn)算 （1）疲勞強(qiáng)度的計(jì)算 低速浮動(dòng)軸的等效力矩： MI=1Meli =1.455.312.50.95=919.4Nm 式中 1等效系數(shù)，由2表 2-7 查得 1=1.4 由上節(jié)已取得浮動(dòng)軸端直徑 D=40mm，故其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為： N/cm2 2128 62 . 0 91940 3 W MI n （2.21） 由于浮動(dòng)軸載荷變化為循環(huán)（因?yàn)楦?dòng)軸在運(yùn)行過(guò)程中正反轉(zhuǎn)矩相同），所以許用 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為： 4 . 192 . 1 132001 1 1 I k nk （2.22） =4910 N/cm2 式中，材料用

42、 45 號(hào)鋼，取b=60000 N/cm2; s=30000N/cm2,則- 1=0.22b=0.2260000=13200N/cm2；s=0.6s=0.630000=18000N/cm2 K=KxKm=1.61.2=1.92 考慮零件的幾何形狀表面狀況的應(yīng)力集中系數(shù) Kx=1.6，Km=1.2，nI=1.4安全系 數(shù)，由2表 2-21 查得n-1k 故疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算通過(guò)。 （2）靜強(qiáng)度的計(jì)算 計(jì)算強(qiáng)度扭矩： Mmax=2MelI （2.23） =2.555.312.50.95=1641.7 Nm 式中 2動(dòng)力系數(shù)，查2表 2-5 的 2=2.5 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： =3800N/cm2 3 62 .

43、0 164170 W MII 許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力： 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 N/cm2 12860 4 . 1 18000 II S II n II,故強(qiáng)度驗(yàn)算通過(guò)。 高速軸所受扭矩雖比低速軸小，但強(qiáng)度還是足夠，故高速軸驗(yàn)算省去。 2.2.14 緩沖器的選擇緩沖器的選擇 （1）碰撞時(shí)起重機(jī)的動(dòng)能 W動(dòng)= g Gv 2 2 0 （2.24） G帶載起重機(jī)的重量 G=168000+1000000.1 =178000N V0碰撞時(shí)的瞬時(shí)速度，V0=（0.30.7）Vdx g重力加速度取 10m/s2 則 W動(dòng)= 102 5 . 15 . 0178000 2 22 0 g Gv =5006.25

44、N m （1）緩沖行程內(nèi)由運(yùn)行阻力和制動(dòng)力消耗的功 W阻=（P摩+P制）S 式中 P摩運(yùn)行阻力，其最小值為 Pmin=Gf0min=1780000.008=1424N f0min最小摩擦阻力系數(shù)可取 f0min=0.008 P制制動(dòng)器的制動(dòng)力矩?fù)Q算到車輪踏面上的力，亦可按最大制動(dòng)減速度計(jì)算 P制 =178000.5=9790N max 制 a g G =0.55 m /s2 max 制 a S緩沖行程取 S=140 mm 因此 W 阻=（1424+9790）0.14=1569.96Nm （3）緩沖器的緩沖容量 一個(gè)緩沖器要吸收的能量也就是緩沖器應(yīng)該具有的緩沖容量為： n W-W 阻動(dòng) 緩 W

45、十噸位橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 （2.25） =5006.25-1569.96 =3436.29Nm 式中 n緩沖器的個(gè)數(shù) 取 n=1 由1表 22-3 選擇彈簧緩沖器彈簧 D=120mm，d=30mm 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 3 端梁的設(shè)計(jì)端梁的設(shè)計(jì) 3.1 端梁的尺寸的確定端梁的尺寸的確定 3.1.1 端梁的截面尺寸端梁的截面尺寸 （1）端梁截面尺寸的確定： 上蓋板1=10mm, 中部下蓋板1=10 mm 頭部下蓋板2=12mm 按照1表 19-4 直徑為 500mm 的車輪組尺寸，確定端梁蓋板寬度和腹板的高度時(shí)， 首先應(yīng)該配置好支承車輪的截面，其次再確定端梁中間截面的尺寸

46、。配置的結(jié)果，車輪 輪緣距上蓋板底面為 25mm;車輪兩側(cè)面距離支承處兩下蓋板內(nèi)邊為 10 mm，因此車輪與 端梁不容易相碰撞；并且端梁中部下蓋板與軌道便的距離為 55 mm。如圖示 3.1 圖 3.1 端梁的截面尺寸 3.1.2 端梁總體的尺寸端梁總體的尺寸 大車輪距的確定：K=（）L=（）22.5=2.063.3m 8 1 5 1 8 1 5 1 取 K=3300 端梁的高度 H0=（0.40.6）H 主取 H0=500 確定端梁的總長(zhǎng)度 L=4100 3.2 端梁的計(jì)算端梁的計(jì)算 （1）計(jì)算載荷的確定 設(shè)兩根主梁對(duì)端梁的作用力 Q(G+P)max 相等，則端梁的最大支反力： RA= K

47、aLxc )2(Q 2 P)(Q max （3.1） 式中 K大車輪距，K=330cm 十噸位橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 Lxc小車輪距，Lxc=200cm a2傳動(dòng)側(cè)車輪軸線至主梁中心線的距離，取 a2=70 cm =114237N P)(Q max Q 因此 RA= =117699N 330 )702200(114237 （2）端梁垂直最大彎矩 端梁在主梁支反力作用下產(chǎn)生的最大彎矩為： Q PG)( max Mzmax=RAa1=11769960=7.06106N a1導(dǎo)電側(cè)車輪軸線至主梁中心線的距離，a1=60 cm。 （3）端梁的水平最大彎矩 端梁因車輪在側(cè)向載荷下產(chǎn)生的最大水平

48、彎矩： =Sa1 Mp max （3.2） 式中：S車輪側(cè)向載荷，S=P； 側(cè)壓系數(shù)，查得，=0.08； P車輪輪壓，即端梁的支反力 P=RA 因此： =RAa1 Mp max =0.0811769960=564954Ncm 端梁因小車在起動(dòng)、制動(dòng)慣性載荷作用下而產(chǎn)生的最大水平彎矩： =a1 Mp max K aLP xcxg )2( 2 （3.3） 式中小車的慣性載荷：= P1=37000/7=5290N PxgPxg 7 1 因此： =327018Ncm Mp max 60 330 )702200(5290 比較和兩值可知，應(yīng)該取其中較大值進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。 Mp maxMp max (4)端

49、梁的強(qiáng)度驗(yàn)算 端梁中間截面對(duì)水平重心線 X-X 的截面模數(shù)： 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 hB h Wx ) 3 ( 1 （3.4） =2380.848) 140 3 6 . 048 ( cm 3 端梁中間截面對(duì)水平重心線 X-X 的慣性矩： 2 h WI xx （3.5） =2380.8 =59520 2 50 cm 4 端梁中間截面對(duì)垂直重心線 Y-Y 的截面模數(shù)： bh B Wy ) 3 ( 1 （3.6） =1154.4 4 . 27)6 . 048 3 140 ( cm 2 端梁中間截面對(duì)水平重心線 X-X 的半面積矩： 242 2 1 1 h B hh Sx （3.7） =13

50、25.6 2 148 140126 . 048 cm 3 端梁中間截面的最大彎曲應(yīng)力： W M y p x z W M max max max （3.8） =2965+489=3454N/cm2 4 . 1154 564954 8 .2380 1006. 7 6 端梁中間截面的剪應(yīng)力： 2 )( max x x PQ I SQ （3.9） =2120 N/cm2 6 . 0259520 6 .1325114237 端梁支承截面對(duì)水平重心線 X-X 的慣性矩、截面模數(shù)及面積矩的計(jì)算如下： 首先求水平重心線的位置 十噸位橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 水平重心線距上蓋板中線的距離： C1= =5

51、.74 cm 2 . 11126 . 0 7 . 122140 )6 . 0 7 . 125 . 0(2 . 1112)5 . 07 .125 . 0( 7 . 122 . 1 水平重心線距腹板中線的距離： C2=5.74-0.5-0.512.7 =-1.11 cm 水平重心線距下蓋板中線的距離： C3=（12.7+0.5+0.6）-5.74 =8.06cm 端梁支承截面對(duì)水平重心線 X-X 的慣性矩： =4013+4015.742+212.730.6+212.70.61.112+2111.23+2111 Ix 0 12 1 12 1 .28.062=3297cm4 端梁支承截面對(duì)水平重心線

52、X-X 的最小截面模數(shù)： = Wx 0 Ix 0 2 1 2 3 C （3.10） =3297 6 . 006. 8 1 =406.1 cm3 端梁支承截面水平重心線 X-X 下部半面積矩： =2111.28.06+（8.06-0.6）0.6（8.06-0.6）/2 Sx 0 =229.5 cm3 端梁支承截面附近的彎矩： =RAd=11769914=1647786Ncm Mz 端梁支承截面的彎曲應(yīng)力： 1 . 406 1647786 0 W M x Z （3.11） =4057.6N/cm2 端梁支承截面的剪應(yīng)力： 6 . 032972 5 .229117699 0 0 I SR x xA

53、n （3.12） 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 22 =6827.4 N/cm2 端梁支承截面的合成應(yīng)力： 22 22 4 . 68273 6 . 40573 （3.13） =12501.5 N/cm2 端梁材料的許用應(yīng)力： dII=(0.800.85) II =(0.800.85)16000=1280013600 N/cm2 dII=(0.800.85) II = (0.800.85)9500 =76008070 N/cm2 驗(yàn)算強(qiáng)度結(jié)果，所有計(jì)算應(yīng)力均小于材料的許用應(yīng)力，故端梁的強(qiáng)度滿足要求。 3.3 主要焊縫的計(jì)算主要焊縫的計(jì)算 3.3.1 端梁端部上翼緣焊縫端梁端部上翼緣焊縫 端梁支承截面

54、上蓋板對(duì)水平重心線 X-X 的截面積矩： =4015.74=229.6 cm3 S 1 端梁上蓋板翼緣焊縫的剪應(yīng)力： 6 . 07 . 032974 6 . 229117699 70 01 2 hIn SR f x A . =4878.8 N/cm2 式中 n1上蓋板翼緣焊縫數(shù)； Hf焊肉的高度，取 hf=0.6 cm 3.3.2 下蓋板翼緣焊縫的剪應(yīng)力驗(yàn)算下蓋板翼緣焊縫的剪應(yīng)力驗(yàn)算 端梁支承截面下蓋板對(duì)水平重心線 X-X 的面積矩： =2121.28.06=232.128 cm3 S 1 端梁下蓋板翼緣焊縫的剪應(yīng)力： 6 . 07 . 032974 128.232117699 7 . 0 0

55、 2 2 2 hI n SR fx A =4929.8 N/cm2 由1表查得=9500 N/cm2，因此焊縫計(jì)算應(yīng)力滿足要求。 十噸位橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 4 端梁接頭的設(shè)計(jì)端梁接頭的設(shè)計(jì) 端梁的安裝接頭設(shè)計(jì)在端梁的中部，根據(jù)端梁輪距 K 大小，則端梁有一個(gè)安裝接頭。 端梁的街頭的上蓋板和腹板焊有角鋼做的連接法蘭，下蓋板的接頭用連接板和受剪切的 螺栓連接。頂部的角鋼是頂緊的，其連接螺栓基本不受力。同時(shí)在下蓋板與連接板鉆孔 是應(yīng)該同時(shí)鉆孔。 如下圖為接頭的安裝圖 圖 4.1 接頭安裝 圖 4.2 接頭安裝 下蓋板與連接板的連接采用 M18 的螺栓，而角鋼與腹板和上蓋板的連接采用 M

56、16 的螺 栓。 4.1 腹板和下蓋板螺栓受力計(jì)算腹板和下蓋板螺栓受力計(jì)算 （1）腹板最下一排螺栓受力最大，每個(gè)螺栓所受的拉力為： 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 24 N拉= 2 1 22 1 2 1 2 0 2 0 4)(2 5 . 2 )( n i i aabHn d dHn MbH （4.1） = )45115185(4)250500(12 16 18 5 . 2 50012 1006 . 7 )65500( 2222 2 22 7 =12500N （2）下腹板每個(gè)螺栓所受的剪力相等，其值為： N剪= 1 2 1 2 0 5 . 2)( N d d bH H （4.2） =12500 16

57、18 5 . 2)65500( 500 2 2 =7200N 式中 n0 下蓋板一端總受剪面數(shù)；n0=12 N剪下蓋板一個(gè)螺栓受剪面所受的剪力： N一側(cè)腹板受拉螺栓總數(shù)；n=12 d1腹板上連接螺栓的直徑（靜截面） d0下腹板連接螺栓的直徑；d1=16mm H梁高；H=500 mm M連接處的垂直彎矩；M=7.06106 其余的尺寸如圖 4.3 示 十噸位橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 圖 4.3 腹板其余尺寸 4.1.2 上蓋板和腹板角鋼的連接焊縫受力計(jì)算 （1） 上蓋板角鋼連接焊縫受剪，其值為： Q= 拉 N d d bH Hn bH abHn )(5 . 2 )(2 2 1 2 001

58、 （4.3） =172500N12500 16 18 )65500(5 . 2 50012 65500 25012 2 2 （2）腹板角鋼的連接焊縫同時(shí)受拉和受彎，其值分別為： N腹= 拉 N bH abHn )( 1 = =43100N12500 65500 )18565500(6 M腹= 拉 N bH a n i i 2 1 2 2 =2843000Nmm12500 65500 )45115185(2 222 4.2 計(jì)算螺栓和焊縫的強(qiáng)度計(jì)算螺栓和焊縫的強(qiáng)度 4.2.1 螺栓的強(qiáng)度校核螺栓的強(qiáng)度校核 （1）精制螺栓的許用抗剪承載力： N剪= （4.4） 4 2 dn 剪 = =103007

59、.7N 4 135008 . 114. 33 2 （2）螺栓的許用抗拉承載力 N拉= 4 2 d 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 26 （4.5） =27129.6N 4 135006 . 114 . 3 2 式中=13500N/cm2 =13500N/cm2 由1表 25-5 查得。由于 N拉N拉 , N剪 N剪 則有所選的螺栓符合強(qiáng)度要求 4.2.2 焊縫的強(qiáng)度校核焊縫的強(qiáng)度校核 （1）對(duì)腹板由彎矩 M 產(chǎn)生的焊縫最大剪應(yīng)力： M=15458.7N/ cm2 I Mb 2 4 . 3952 43284300 式中I) 6 43 7( 2 436 . 0 ) 6 ( 2 22 h l hb =39

60、5.4 焊縫的慣性矩 其余尺寸見圖 4.4 圖 4.4 焊縫其余尺寸 （2）由剪力 Q 產(chǎn)生的焊縫剪應(yīng)力： Q= bh Q =4427.7N/ cm2 6 . 043 114237 折算剪應(yīng)力： = 22 QM 22 7 . 4427 7 . 15458 =16079.6 N/ cm2=17000 N/ cm2 由1表 25-3 查得 式中 h焊縫的計(jì)算厚度取 h=6mm 3.對(duì)上角鋼的焊縫 =211.5 N/ cm2 lh N 26 . 072 8 . 1776 由上計(jì)算符合要求。 十噸位橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 27 5 焊接工藝設(shè)計(jì)焊接工藝設(shè)計(jì) 對(duì)橋式起重機(jī)來(lái)說(shuō)，其橋架結(jié)構(gòu)主要是由很多鋼板通過(guò)焊接的方法連接在一起，焊 接的工藝的正確與否直接影響橋式起重機(jī)的力學(xué)性能和壽命。 角焊縫常用的確定焊角高度的方法 圖 5.1 圖 5.1 焊角高度 角焊縫最小厚度為：a0.3max+1，max 為焊接件的較大厚度，但焊縫最小厚度不 小于 4mm，當(dāng)焊接件的厚度小于 4mm 時(shí)，焊縫厚度與焊接件的厚度相同。 角焊縫的厚度還不應(yīng)該大于較薄焊接件的厚度的 1.2 倍，即: a1.2min 按照以上的計(jì)算方法可以確定端梁橋架焊接的焊角高度 a=6mm. 在端梁橋架連接過(guò)程中均采用手工電弧焊，在焊接的過(guò)程中焊縫的布置很關(guān)鍵，橋 架的焊縫有很多地方密集交叉在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該避免如圖 5.2