起重機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　1緒 論</b></p><p><b>　　起重機(jī)的介紹</b></p><p>　　箱形雙梁橋式起重機(jī)是由一個(gè)有兩根箱形主梁和兩根橫向端梁構(gòu)成的雙梁橋架,在橋架上運(yùn)行起重小車,可起吊和水平搬運(yùn)各類物體,它適用于機(jī)械加工和裝配車間料場(chǎng)等場(chǎng)合。</p><p>　　起重機(jī)設(shè)計(jì)的總體方案 &

2、lt;/p><p>　　本次起重機(jī)設(shè)計(jì)的主要參數(shù)如下:</p><p>　　起重量10t,跨度16.5m，起升高度為10m起升速度8m/min小車運(yùn)行速度v=40m/min大車運(yùn)行速度V=90m/min大車運(yùn)行傳動(dòng)方式為分別傳動(dòng);橋架主梁型式,箱形梁.小車估計(jì)重量4t，起重機(jī)的重量16.8t .工作類型為中級(jí)。</p><p>　　根據(jù)上述參數(shù)確定的總體方案如下：<

3、;/p><p><b>　　主梁的設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　主梁跨度16.5m ,是由上、下蓋板和兩塊垂直的腹板組成封閉箱形截面實(shí)體板梁連接，主梁橫截面腹板的厚度為6mm,翼緣板的厚度為10mm，主梁上的走臺(tái)的寬度取決于端梁的長(zhǎng)度和大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的平面尺寸，主梁跨度中部高度取H=L/17 ，主梁和端梁采用搭接形式，主梁和端梁連接處的高度取H0=0.4-0.6H，腹

4、板的穩(wěn)定性由橫向加勁板和，縱向加勁條或者角鋼來(lái)維持，縱向加勁條的焊接采用連續(xù)點(diǎn)焊，主梁翼緣板和腹板的焊接采用貼角焊縫，主梁通常會(huì)產(chǎn)生下?lián)献冃危庸ず脱b配時(shí)采用預(yù)制上拱。</p><p><b>　　小車的設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　小車主要有起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車架組成。</p><p>　　起升機(jī)構(gòu)采用閉式傳動(dòng)方案，電動(dòng)機(jī)軸與二級(jí)

5、圓柱齒輪減速器的高速軸之間采用兩個(gè)半齒聯(lián)軸器和一中間浮動(dòng)軸聯(lián)系起來(lái)，減速器的低速軸魚(yú)卷筒之間采用圓柱齒輪傳動(dòng)。</p><p>　　運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用全部為閉式齒輪傳動(dòng)，小車的四個(gè)車輪固定在小車架的四周，車輪采用帶有角形軸承箱的成組部件，電動(dòng)機(jī)裝在小車架的臺(tái)面上，由于電動(dòng)機(jī)軸和車輪軸不在同一個(gè)平面上，所以運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用立式三級(jí)圓柱齒輪減速器，在減速器的輸入軸與電動(dòng)機(jī)軸之間以及減速器的兩個(gè)輸出軸端與車輪軸之間均采用帶浮動(dòng)軸

6、的半齒聯(lián)軸器的連接方式。</p><p>　　小車架的設(shè)計(jì)，采用粗略的計(jì)算方法，靠現(xiàn)有資料和經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行，采用鋼板沖壓成型的型鋼來(lái)代替原來(lái)的焊接橫梁。</p><p><b>　　端梁的設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　端梁部分在起重機(jī)中有著重要的作用，它是承載平移運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵部件。端梁部分是由車輪組合端梁架組成，端梁部分主要有上蓋板，腹板和下蓋

7、板組成；端梁是由兩段通過(guò)連接板和角鋼用高強(qiáng)螺栓連接而成。在端梁的內(nèi)部設(shè)有加強(qiáng)筋，以保證端梁架受載后的穩(wěn)定性。端梁的主要尺寸是依據(jù)主梁的跨度，大車的輪距和小車的軌距來(lái)確定的；大車的運(yùn)行采用分別傳動(dòng)的方案。</p><p>　　在裝配起重機(jī)的時(shí)候，先將端梁的一段與其中的一根主梁連接在一起，然后再將端梁的兩段連接起來(lái)。 </p><p>　　本章主要對(duì)箱形橋式起重機(jī)進(jìn)行介紹，確定了其總體方案并

8、進(jìn)行了一些簡(jiǎn)單的分析。箱形雙梁橋式起重機(jī)具有加工零件少，工藝性好、通用性好及機(jī)構(gòu)安裝檢修方便等一系列的優(yōu)點(diǎn)，因而在生產(chǎn)中得到廣泛采用。我國(guó)在5噸到10噸的中、小起重量系列產(chǎn)品中主要采用這種形式，但這種結(jié)構(gòu)形式也存在一些缺點(diǎn)：自重大、易下?lián)?，在設(shè)計(jì)和制造時(shí)必須采取一些措施來(lái)防止或者減少。</p><p>　　2.大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1設(shè)計(jì)的基本原則和要求</p&

9、gt;<p>　　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：</p><p>　　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</p><p>　　2. 布置橋架的結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　3. 安排大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的具體位置和尺寸</p><p>　　4. 綜合考慮二者的關(guān)系和完成

10、部分的設(shè)計(jì) </p><p>　　對(duì)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求是：</p><p>　　1. 機(jī)構(gòu)要緊湊，重量要輕</p><p>　　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</p><p>　　3. 盡量減輕主梁的扭轉(zhuǎn)載荷，不影響橋架剛度</p><p>　　4. 維修檢修方便，機(jī)構(gòu)布置合理</p

11、><p>　　2.1.1機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案</p><p>　　大車機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案，基本分為兩類：</p><p>　　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。</p><p>　　2.1.2大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)具體布置的主要問(wèn)題：</p><p><b>　

12、　1. 聯(lián)軸器的選擇</b></p><p>　　2. 軸承位置的安排</p><p><b>　　3. 軸長(zhǎng)度的確定</b></p><p>　　這三著是互相聯(lián)系的。</p><p>　　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)：</p><p>　　1. 因?yàn)榇筌囘\(yùn)行機(jī)構(gòu)要安

13、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?，機(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。</p><p>　　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。</p><p>　　3. 對(duì)于分別傳動(dòng)的

14、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。</p><p>　　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。</p><p>　　2.2 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算</p><p><b>　　已知數(shù)據(jù)：<

15、/b></p><p>　　起重機(jī)的起重量Q=100KN，橋架跨度L=16.5m，大車運(yùn)行速度Vdc=90m/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)。</p><p><b>　　計(jì)算過(guò)程如下：</b></p><p>　　2.2.1確定機(jī)構(gòu)的傳

16、動(dòng)方案</p><p>　　本起重機(jī)采用分別傳動(dòng)的方案如圖（2-1）</p><p>　　大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)圖（2-1）</p><p>　　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</p><p>　　2.2.2 選擇車輪與軌道，并驗(yàn)算其強(qiáng)度</p>

17、<p>　　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：</p><p><b>　　滿載時(shí)的最大輪壓：</b></p><p><b>　　Pmax=</b></p><p><b>　　= </b></p><p><b>　　=95.6KN

18、</b></p><p><b>　　空載時(shí)最大輪壓：</b></p><p><b>　　P‘max=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=50.2KN</b></p><p>

19、;<b>　　空載時(shí)最小輪壓：</b></p><p><b>　　P‘min=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=33.8KN</b></p><p>　　式中的e為主鉤中心線離端梁的中心線的最小距離e=1.5

20、m</p><p>　　載荷率：Q/G=100/168=0.595</p><p>　　由[1]表19-6選擇車輪：當(dāng)運(yùn)行速度為Vdc=60-90m/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。</p><p>　　1）.疲勞強(qiáng)度的計(jì)算</p><p>　　疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)

21、的等效載荷：</p><p>　　Qd=Φ2·Q=0.6*100000=60000N </p><p>　　式中Φ2—等效系數(shù)，由[1]表4-8查得Φ2=0.6</p><p><b>　　車論的計(jì)算輪壓：</b></p><p>　　Pj= KCI· r ·Pd<

22、;/p><p>　　=1.05×0.89×77450</p><p><b>　　=72380N</b></p><p>　　式中：Pd—車輪的等效輪壓</p><p><b>　　Pd=</b></p><p><b>　　=</b>&

23、lt;/p><p><b>　　=77450N</b></p><p>　　r—載荷變化系數(shù)，查[1]表19-2，當(dāng)Qd/G=0.357時(shí)，r=0.89</p><p>　　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</p><p>　　根據(jù)點(diǎn)接觸情況計(jì)算疲勞接觸應(yīng)力：&

24、lt;/p><p><b>　　j=4000</b></p><p><b>　　=4000</b></p><p>　　=13555Kg/cm2</p><p>　　j =135550N/cm2</p><p>　　式中r-軌頂弧形半徑，由[3]附錄22查得r=300mm，對(duì)于

25、車輪材料ZG55II，當(dāng)HB>320時(shí)，[jd] =160000-200000N/cm2，因此滿足疲勞強(qiáng)度計(jì)算。</p><p><b>　　2）.強(qiáng)度校核</b></p><p><b>　　最大輪壓的計(jì)算：</b></p><p>　　Pjmax=KcII·Pmax</p><p&g

26、t;　　=1.1×95600</p><p><b>　　=105160N</b></p><p>　　式中KcII-沖擊系數(shù)，由[3]表2-7第II類載荷KcII=1.1</p><p>　　按點(diǎn)接觸情況進(jìn)行強(qiáng)度校核的接觸應(yīng)力：</p><p><b>　　jmax=</b></p

27、><p><b>　　=</b></p><p>　　=15353Kg/cm2</p><p>　　jmax =153530N/cm2</p><p>　　車輪采用ZG55II，查[1]表19-3得，HB>320時(shí)， [j]=240000-300000N/cm2，</p><p>　　jmax

28、 < [j]</p><p><b>　　故強(qiáng)度足夠。</b></p><p>　　2.2.3 運(yùn)行阻力計(jì)算</p><p><b>　　摩擦總阻力距</b></p><p>　　Mm=β（Q+G）（K+μ*d/2）</p><p>　　由[1]表19-4 Dc=500

29、mm車輪的軸承型號(hào)為：22220K， 軸承內(nèi)徑和外徑的平均值為：（100+180）/2=140mm</p><p>　　由[1]中表9-2到表9-4查得：滾動(dòng)摩擦系數(shù)K=0.0006m，軸承摩擦系數(shù)μ=0.02，附加阻力系數(shù)β=1.5，代入上式中：</p><p>　　當(dāng)滿載時(shí)的運(yùn)行阻力矩：</p><p>　　Mm（Q=Q）= Mm(Q=Q)=(Q+G)( +)

30、 =1.5（100000+168000）×（0.0006+0.02×0.14/2）</p><p><b>　　=804N·m </b></p><p><b>　　運(yùn)行摩擦阻力：</b></p><p><b>　　Pm（Q=Q）==</b></p>&l

31、t;p><b>　　=3216N</b></p><p><b>　　空載時(shí)：</b></p><p>　　Mm（Q=0）=β×G×（K+μd/2）</p><p>　　=1.5×168000×（0.0006+0.02×0.14/2）</p><p

32、><b>　　=504N</b></p><p>　　P m（Q=0）= Mm（Q=0）/（Dc/2）</p><p>　　=504×2/0.5</p><p><b>　　=2016N</b></p><p>　　2.2.4選擇電動(dòng)機(jī)</p><p><

33、;b>　　電動(dòng)機(jī)靜功率：</b></p><p>　　Nj=Pj·Vdc/（60·m· ）</p><p>　　=3216×90/60/0.95/2=2.54KW</p><p>　　式中Pj=Pm（Q=Q）—滿載運(yùn)行時(shí)的靜阻力</p><p>　　(P m（Q=0）=2016N)&l

34、t;/p><p>　　m=2驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的臺(tái)數(shù)</p><p><b>　　初選電動(dòng)機(jī)功率：</b></p><p>　　N=Kd*Nj=1.3*2.54=3.3KW</p><p>　　式中Kd-電動(dòng)機(jī)功率增大系數(shù)，由[1]表9-6查得Kd=1.3</p><p>　　查[2]表31-27選用電動(dòng)機(jī)Y

35、R160M-8；Ne=4KW，n1=705rm，（GD2）=0.567kgm2，電動(dòng)機(jī)的重量Gd=160kg</p><p>　　2.2.5 驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率條件</p><p><b>　　等效功率：</b></p><p>　　Nx=K25·r·Nj</p><p>　　=0.75×

36、1.3×2.54</p><p><b>　　=2.48KW</b></p><p>　　式中K25—工作類型系數(shù)，由[1]表8-16查得當(dāng)JC%=25時(shí)，K25=0.75</p><p>　　r—由[1]按照起重機(jī)工作場(chǎng)所得tq/tg=0.25，由[1]圖8-37估得r=1.3</p><p>　　由此可知：

37、Nx<Ne,故初選電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件通過(guò)。</p><p>　　選擇電動(dòng)機(jī)：YR160M-8</p><p>　　2.2.6 減速器的選擇</p><p><b>　　車輪的轉(zhuǎn)數(shù)：</b></p><p>　　nc=Vdc/（π·Dc）</p><p>　　=90/3.14/0.5=5

38、7.3rpm</p><p><b>　　機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比：</b></p><p>　　i。=n1/nc=705/57.3=12.3</p><p>　　查[2]表19-11，選用兩臺(tái)ZLZ-160-12.5-IV減速器i?！?12.5；[N]=9.1KW，當(dāng)輸入轉(zhuǎn)速為750rpm，可見(jiàn)Nj<[N]中級(jí)。(電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件通過(guò),減速器：ZLZ-

39、160-12.5-IV )</p><p>　　2.2.7 驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率</p><p><b>　　實(shí)際運(yùn)行的速度：</b></p><p>　　V‘dc=Vdc· i。/ i?！?lt;/p><p>　　=90×12.3/12.5=88.56m/min</p><p&

40、gt;<b>　　誤差：</b></p><p>　　ε=（Vdc- V‘dc）/ Vdc</p><p>　　=（90-88.56）/90×100%=1.6%<15%合適</p><p>　　實(shí)際所需的電動(dòng)機(jī)功率：</p><p>　　N‘j=Nj·V‘dc/ Vdc</p>&

41、lt;p>　　=2.54×88.56/90=2.49KW</p><p>　　由于N‘j<Ne,故所選的電動(dòng)機(jī)和減速器都合適</p><p>　　2.2.8 驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間</p><p><b>　　起動(dòng)時(shí)間：</b></p><p><b>　　Tp=</b></p&g

42、t;<p>　　式中n1=705rpm</p><p>　　m=2驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)</p><p>　　Mq=1.5×975×N/n1</p><p>　　=1.5×975×4/705=82.9N·m</p><p>　　滿載時(shí)運(yùn)行靜阻力矩：</p><p>

43、;<b>　　Mj（Q=Q）=</b></p><p><b>　　==67.7N·m</b></p><p>　　空載運(yùn)行時(shí)靜阻力矩：</p><p><b>　　Mj（Q=0）=</b></p><p><b>　　==42.4N·m</

44、b></p><p>　　初步估算高速軸上聯(lián)軸器的飛輪矩：</p><p>　　(GD2)ZL+(GD2)L=0.78 N·m</p><p><b>　　機(jī)構(gòu)總飛輪矩:</b></p><p>　　(GD2)1=(GD2)ZL+(GD2)L+(GD2)d</p><p>　　=5

45、.67+0.78=6.45 N·m</p><p><b>　　滿載起動(dòng)時(shí)間:</b></p><p><b>　　t= </b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=8.91s</b></p>&

46、lt;p><b>　　空載啟動(dòng)時(shí)間:</b></p><p><b>　　t= =</b></p><p><b>　　=5.7s</b></p><p>　　起動(dòng)時(shí)間在允許范圍內(nèi)。</p><p>　　2.2.9 起動(dòng)工況下校核減速器功率</p><

47、p>　　起動(dòng)工況下減速器傳遞的功率:</p><p><b>　　N=</b></p><p>　　式中Pd=Pj+Pg=Pj+</p><p>　　=3216+=7746.2N</p><p>　　m/--運(yùn)行機(jī)構(gòu)中,同一級(jí)傳動(dòng)減速器的個(gè)數(shù),m/=2.</p><p>　　因此N= =5

48、.89KW</p><p>　　所以減速器的[N]中級(jí)=9.1KW>N,故所選減速器功率合適。</p><p>　　2.2.10 驗(yàn)算啟動(dòng)不打滑條件</p><p>　　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.</p><p>　　1.兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)同時(shí)驅(qū)動(dòng)：</p><p>&l

49、t;b>　　n=>nz</b></p><p><b>　　式中p1=</b></p><p>　　=33.8+50.2=84KN---主動(dòng)輪輪壓</p><p>　　p2= p1=84KN----從動(dòng)輪輪壓</p><p>　　f=0.2-----粘著系數(shù)(室內(nèi)工作)</p&g

50、t;<p>　　nz—防止打滑的安全系數(shù).nz1.05~1.2</p><p><b>　　n = </b></p><p><b>　　=2.97</b></p><p>　　n>nz,故兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)空載啟動(dòng)不會(huì)打滑</p><p><b>　　2.事故狀態(tài)&l

51、t;/b></p><p>　　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</p><p><b>　　n=nz</b></p><p>　　式中p1==50.2KN----主動(dòng)輪輪壓</p><p><b>　　p2=2+</b></p><p&g

52、t;　　=2×33.8+50.2=117.8KN---從動(dòng)輪輪壓</p><p>　　---一臺(tái)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)空載啟動(dòng)時(shí)間</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=13.47 s</b></p><p><b>　　n= =2.94</b>

53、</p><p>　　n>nz,故不打滑.</p><p><b>　　3.事故狀態(tài)</b></p><p>　　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</p><p><b>　　n=nz</b></p><p>　　式中P1==33.8K

54、N---主動(dòng)輪輪壓</p><p>　　P2=2=33.8+2*50.2=134.2KN---從動(dòng)輪輪壓</p><p>　　= 13.47 S —與第(2)種工況相同</p><p><b>　　n=</b></p><p>　　=1.89 故也不會(huì)打滑</p><p>　

55、　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</p><p>　　2.2.11選擇制動(dòng)器</p><p>　　由[1]中所述,取制動(dòng)時(shí)間tz=5s</p><p>　　按空載計(jì)算動(dòng)力矩,令Q=0,得:</p><p><b>　　Mz=</b></p><p><b>　　式中

56、</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=-19.2N·m</b></p><p>　　Pp=0.002G=168000×0.002=336N</p><p><b>　　Pmin=G</b></p&g

57、t;<p><b>　　==1344N</b></p><p>　　M=2----制動(dòng)器臺(tái)數(shù).兩套驅(qū)動(dòng)裝置工作</p><p><b>　　Mz=</b></p><p><b>　　=41.2 N·m</b></p><p>　　現(xiàn)選用兩臺(tái)YWZ-20

58、0/25的制動(dòng)器，查[1]表18-10其制動(dòng)力矩M=200 N·m，為避免打滑，使用時(shí)將其制動(dòng)力矩調(diào)制3.5 N·m以下。</p><p>　　2.2.12 選擇聯(lián)軸器</p><p>　　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.</p><p>　　1.機(jī)構(gòu)高速軸上的計(jì)算扭矩：</p><p>　　==110

59、.6×1.4=154.8 N·m</p><p>　　式中MI—連軸器的等效力矩.</p><p>　　MI==2×55.3=110.6 N·m</p><p>　　—等效系數(shù) 取=2查[2]表2-7</p><p>　　Mel=9.75*=55.3 N·m</p><p

60、>　　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[2]19-5查得ZLZ-160-12.5-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]=630N·m,(GD2)ZL=0.063Kg·m,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)

61、軸端直徑為d=32mm;[MI]=630 N·m, (GD2)L=0.015Kg·m, 重量G=8.6Kg. </p><p>　　高速軸上轉(zhuǎn)動(dòng)零件的飛輪矩之和為： </p><p>　　(GD2)ZL+(GD2)L=0.063+0.015=0.078 Kg·m</p><p>　　與原估算的基本相符，故不需要再算。<

62、/p><p>　　2.低速軸的計(jì)算扭矩：</p><p>　　=154.8×15.75×0.95=2316.2 N·m</p><p>　　2.2.13 浮動(dòng)軸的驗(yàn)算</p><p>　　1）.疲勞強(qiáng)度的計(jì)算</p><p>　　低速浮動(dòng)軸的等效力矩：</p><p>

63、　　MI=Ψ1?Mel?i</p><p>　　=1.4×55.3×12.5×0.95=919.4N?m</p><p>　　式中Ψ1—等效系數(shù)，由[2]表2-7查得Ψ1=1.4</p><p>　　由上節(jié)已取得浮動(dòng)軸端直徑D=60mm，故其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：</p><p><b>　　N/cm2</

64、b></p><p>　　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：</p><p>　　=4910 N/cm2</p><p>　　式中，材料用45號(hào)鋼，取b=60000 N/cm2; s=30000N/cm2,則-1=0.22b=0.22×60000=13200N/cm2；s=0.6s=0.6×

65、30000=18000N/cm2</p><p>　　K=KxKm=1.6×1.2=1.92</p><p>　　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)。</p><p><b>　　2）.靜強(qiáng)度的計(jì)算</b></

66、p><p><b>　　計(jì)算強(qiáng)度扭矩：</b></p><p>　　Mmax=Ψ2?Mel?i</p><p>　　=2.5×55.3×12.5×0.95=1641.7 N?m</p><p>　　式中Ψ2—?jiǎng)恿ο禂?shù)，查[2]表2-5的Ψ2=2.5</p><p><

67、;b>　　扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：</b></p><p>　　==3800N/cm2</p><p><b>　　許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力：</b></p><p><b>　　N/cm2</b></p><p>　　<[]II,故強(qiáng)度驗(yàn)算通過(guò)。</p><p>　　高速軸

68、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。</p><p>　　2.2.14 緩沖器的選擇</p><p>　　1.碰撞時(shí)起重機(jī)的動(dòng)能</p><p><b>　　W動(dòng)= </b></p><p>　　G—帶載起重機(jī)的重量G=168000+100000×0.1</p><p&g

69、t;<b>　　=178000N</b></p><p>　　V0—碰撞時(shí)的瞬時(shí)速度，V0=（0.3～0.7）Vdx</p><p>　　g—重力加速度取10m/s2</p><p><b>　　則W動(dòng)= </b></p><p>　　=5006.25 N m</p><p>

70、;　　2. 緩沖行程內(nèi)由運(yùn)行阻力和制動(dòng)力消耗的功</p><p>　　W阻=（P摩+P制）S</p><p>　　式中P摩—運(yùn)行阻力，其最小值為</p><p>　　Pmin=Gf0min=178000×0.008=1424N</p><p>　　f0min—最小摩擦阻力系數(shù)可取f0min=0.008</p><

71、p>　　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><p>　　P制==17800×0.55=9790N</p><p>　　=0.55 m /s2</p><p>　　S—緩沖行程取S=140 mm</p><p>　　因此W阻=（1424+9790）×0.14=1569.96N

72、m</p><p>　　3. 緩沖器的緩沖容量</p><p>　　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：</p><p>　　=5006.25-1569.96 =3436.29 N m</p><p>　　式中 n—緩沖器的個(gè)數(shù) 取n=1</p><p>　　由[1]表22-3選擇彈簧緩沖器彈簧D=

73、120 mm，d=30 mm</p><p><b>　　3.端梁的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 端梁的尺寸的確定</p><p>　　3.1.1端梁的截面尺寸</p><p>　　1.端梁截面尺寸的確定：</p><p>　　上蓋板1=10mm,</p><p&g

74、t;　　中部下蓋板1=10 mm</p><p>　　頭部下蓋板2=12mm</p><p>　　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。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

75、55 mm。如圖示（3-1）</p><p>　　端梁的截面尺寸圖（3-1）</p><p>　　3.1.2 端梁總體的尺寸</p><p>　　大車輪距的確定：K=（～）L=（～）×16.5=2.06～3.3m</p><p><b>　　取K=3300㎜ </b></p><p>　

76、　端梁的高度 H0=（0.4～0.6）H主 取H0=500㎜</p><p>　　確定端梁的總長(zhǎng)度L=4100㎜</p><p><b>　　3.2 端梁的計(jì)算</b></p><p><b>　　1.計(jì)算載荷的確定</b></p><p>　　設(shè)兩根主梁對(duì)端梁的作用力Q(G+P)max相等，則端梁

77、的最大支反力：</p><p><b>　　RA=</b></p><p>　　式中 K—大車輪距，K=330cm</p><p>　　Lxc—小車輪距，Lxc=200cm</p><p>　　a2—傳動(dòng)側(cè)車輪軸線至主梁中心線的距離，取a2=70 cm</p><p><b>　　=11

78、4237N</b></p><p>　　因此RA= =117699N </p><p>　　2.端梁垂直最大彎矩</p><p>　　端梁在主梁支反力作用下產(chǎn)生的最大彎矩為：</p><p>　　Mzmax=RAa1=117699×60=7.06×106N</p><p>　　a1—導(dǎo)電

79、側(cè)車輪軸線至主梁中心線的距離，a1=60 cm。</p><p>　　3.端梁的水平最大彎矩</p><p>　　1）. 端梁因車輪在側(cè)向載荷下產(chǎn)生的最大水平彎矩：</p><p><b>　　=Sa1</b></p><p>　　式中：S—車輪側(cè)向載荷，S=P；</p><p>　　—側(cè)壓系數(shù)，

80、由圖2-3查得，=0.08；</p><p>　　P—車輪輪壓，即端梁的支反力P=RA</p><p><b>　　因此：</b></p><p><b>　　=RAa1</b></p><p>　　=0.08×117699×60=564954N·cm</p>

81、;<p>　　2）.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：</p><p><b>　　=a1</b></p><p>　　式中—小車的慣性載荷：= P1=37000/7=5290N</p><p><b>　　因此：</b></p><p>　　==327018

82、N·cm</p><p>　　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。</p><p><b>　　4.端梁的強(qiáng)度驗(yàn)算</b></p><p>　　端梁中間截面對(duì)水平重心線X-X的截面模數(shù)：</p><p><b>　　==2380.8</b></p><p>

83、;　　端梁中間截面對(duì)水平重心線X-X的慣性矩：</p><p>　　=2380.8 =59520</p><p>　　端梁中間截面對(duì)垂直重心線Y-Y的截面模數(shù)：</p><p><b>　　=1154.4</b></p><p>　　端梁中間截面對(duì)水平重心線X-X的半面積矩： </p><p>&

84、lt;b>　　==1325.6</b></p><p>　　端梁中間截面的最大彎曲應(yīng)力： </p><p>　　==2965+489=3454N/cm2</p><p>　　端梁中間截面的剪應(yīng)力：</p><p>　　==2120 N/cm2</p><p>　　端梁支承截面對(duì)水平重心線X-X的慣性矩

85、、截面模數(shù)及面積矩的計(jì)算如下： </p><p>　　首先求水平重心線的位置 </p><p>　　水平重心線距上蓋板中線的距離： </p><p>　　C1= =5.74 cm</p><p>　　水平重心線距腹板中線的距離：</p><p>　　C2=5.74-0.5-0.5×12.7&l

86、t;/p><p><b>　　=-1.11 cm</b></p><p>　　水平重心線距下蓋板中線的距離：</p><p>　　C3=（12.7+0.5+0.6）-5.74</p><p><b>　　=8.06cm</b></p><p>　　端梁支承截面對(duì)水平重心線X-X的

87、慣性矩： </p><p>　　=×40×13+40×1×5.742+2××12.73×0.6+2×12.7×0.6×1.112+2×11×1.23+2×11×1.2×8.062=3297cm4</p><p>

88、　　端梁支承截面對(duì)水平重心線X-X的最小截面模數(shù)：</p><p><b>　　=×</b></p><p><b>　　=3297×</b></p><p>　　=406.1 cm3</p><p>　　端梁支承截面水平重心線X-X下部半面積矩：</p><

89、p>　　=2×11×1.2×8.06+（8.06-0.6）×0.6×（8.06-0.6）/2</p><p>　　=229.5 cm3</p><p>　　端梁支承截面附近的彎矩：</p><p>　　=RAd=117699×14=1647786Ncm</p><p><

90、b>　　式中—</b></p><p>　　端梁支承截面的彎曲應(yīng)力：</p><p>　　=4057.6N/cm2</p><p>　　端梁支承截面的剪應(yīng)力：</p><p>　　=6827.4 N/cm2</p><p>　　端梁支承截面的合成應(yīng)力：</p><p>　　=1

91、2501.5 N/cm2</p><p>　　端梁材料的許用應(yīng)力：</p><p>　　[d]II=(0.80～0.85) []II</p><p>　　=(0.80～0.85)16000=12800～13600 N/cm2</p><p>　　[d]II=(0.80～0.85) []II</p><p>　　= (0

92、.80～0.85)9500 =7600～8070 N/cm2</p><p>　　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。</p><p>　　3.3 主要焊縫的計(jì)算</p><p>　　3.3.1 端梁端部上翼緣焊縫</p><p>　　端梁支承截面上蓋板對(duì)水平重心線X-X的截面積矩：</p>&

93、lt;p>　　=40×1×5.74=229.6 cm3</p><p>　　端梁上蓋板翼緣焊縫的剪應(yīng)力：</p><p>　　=4878.8 N/cm2 </p><p>　　式中n1—上蓋板翼緣焊縫數(shù)；</p><p>　　hf—焊肉的高度，取hf=0.6 cm</p><p>　　3.3.

94、2 下蓋板翼緣焊縫的剪應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　　端梁支承截面下蓋板對(duì)水平重心線X-X的面積矩：</p><p>　　=2×12×1.2×8.06=232.128 cm3</p><p>　　端梁下蓋板翼緣焊縫的剪應(yīng)力：</p><p>　　=4929.8 N/cm2</p><p>　

95、　由[1]表 查得[]=9500 N/cm2，因此焊縫計(jì)算應(yīng)力滿足要求。</p><p><b>　　4 端梁接頭的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 端梁接頭的確定及計(jì)算</p><p>　　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。</p><p>　　端梁的街頭的上蓋板和腹

96、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。</p><p>　　如下圖為接頭的安裝圖</p><p>　　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M16的螺栓。</p><p><b>　?。╝）</b></

97、p><p>　　連接板和角鋼連接圖4-1(b)</p><p>　　4.1.1 腹板和下蓋板螺栓受力計(jì)算</p><p>　　1.腹板最下一排螺栓受力最大，每個(gè)螺栓所受的拉力為：</p><p><b>　　N拉=</b></p><p><b>　　=</b></p>

98、;<p><b>　　=12500N</b></p><p>　　2.下腹板每個(gè)螺栓所受的剪力相等，其值為：</p><p><b>　　N剪=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=7200N</b>

99、</p><p>　　式中n0—下蓋板一端總受剪面數(shù)；n0=12</p><p>　　N剪 —下蓋板一個(gè)螺栓受剪面所受的剪力：</p><p>　　n—一側(cè)腹板受拉螺栓總數(shù)；n=12</p><p>　　d1—腹板上連接螺栓的直徑（靜截面） </p><p>　　d0—下腹板連接螺栓的直徑；d1=16mm&l

100、t;/p><p>　　H—梁高；H=500 mm</p><p>　　M—連接處的垂直彎矩；M=7.06×106</p><p><b>　　其余的尺寸如圖示</b></p><p>　　4.1.2 上蓋板和腹板角鋼的連接焊縫受力計(jì)算</p><p>　　1. 上蓋板角鋼連接焊縫受剪，其值為

101、：</p><p><b>　　Q=</b></p><p><b>　　==172500N</b></p><p>　　2.腹板角鋼的連接焊縫同時(shí)受拉和受彎，其值分別為：</p><p><b>　　N腹=</b></p><p><b>　

102、　= =43100N</b></p><p><b>　　M腹=</b></p><p>　　==2843000Nmm</p><p>　　4.2 計(jì)算螺栓和焊縫的強(qiáng)度</p><p>　　4.2.1 螺栓的強(qiáng)度校核</p><p>　　1.精制螺栓的許用抗剪承載力：</p>

103、;<p><b>　　[N剪]= </b></p><p>　　= =103007.7N </p><p>　　2.螺栓的許用抗拉承載力</p><p><b>　　[N拉]= </b></p><p>　　==27129.6N</p><p>　　式中[]=1

104、3500N/cm2 []=13500N/cm2 由[1]表25-5查得</p><p>　　由于N拉<[N拉] ,N剪<[N剪] 則有所選的螺栓符合強(qiáng)度要求</p><p>　　4.2.2 焊縫的強(qiáng)度校核</p><p>　　1.對(duì)腹板由彎矩M產(chǎn)生的焊縫最大剪應(yīng)力：</p><p>　　M===15458.7N/ cm2&

105、lt;/p><p><b>　　式中—I≈</b></p><p>　　=395.4 ——焊縫的慣性矩</p><p><b>　　其余尺寸見(jiàn)圖</b></p><p>　　2.由剪力Q產(chǎn)生的焊縫剪應(yīng)力：</p><p><b>　　Q=</b>&l

106、t;/p><p>　　==4427.7N/ cm2</p><p><b>　　折算剪應(yīng)力：</b></p><p><b>　　==</b></p><p>　　=16079.6 N/ cm2<[]=17000 N/ cm2</p><p>　　[]由[1]表25-3查得

107、</p><p>　　式中h—焊縫的計(jì)算厚度取h=6mm</p><p><b>　　3.對(duì)上角鋼的焊縫</b></p><p>　　===211.5 N/ cm2<[]</p><p><b>　　由上計(jì)算符合要求。</b></p><p><b>　　5

108、焊接工藝設(shè)計(jì)</b></p><p>　　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。</p><p>　　角焊縫常用的確定焊角高度的方法</p><p><b>　　5-1</b></p><p><b>　　角焊縫

109、最小厚度為：</b></p><p>　　a≥0.3max+1</p><p>　　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。</p><p>　　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:</p><p><b>　　a≤1.2min&l

110、t;/b></p><p>　　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.</p><p>　　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5-1（a）、5-1（b）示</p><p><b>　　5-2（a）</b></p><

111、;p><b>　　5-2（b）</b></p><p>　　定位板和彎板的焊接時(shí)候，由于定位板起導(dǎo)向作用，在焊接時(shí)要特別注意，焊角高度不能太高，否則車輪組在和端梁裝配的時(shí)，車輪組不能從正確位置導(dǎo)入，焊接中采用E5015（J507）焊條，焊條直徑d=3.2mm,焊接電流160A,焊角高度最大4㎜。如圖5-2位彎板和定位板的焊接</p><p><b>　

112、　5-3</b></p><p>　　角鋼和腹板、上蓋板的焊接采用的是搭接的方法，在焊好后再將兩段端梁拼在一塊進(jìn)行鉆孔。</p><p>　　由于所用的板材厚度大部分都小于10mm ,在焊接過(guò)程中都不開(kāi)坡口進(jìn)行焊接。</p><p>　　主要焊縫的焊接過(guò)程如下表：</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b>

113、</p><p>　　[1] 起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) 《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫(xiě)組，機(jī)械工業(yè)出版社，1980</p><p>　　[2] 機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè) 吳宗澤主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[3] 起重機(jī)課程設(shè)計(jì) 北京鋼鐵學(xué)院編，冶金工業(yè)出版社，1982</p><p>　　[4] 焊接手冊(cè) 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì)編，機(jī)械工業(yè)出版