起重机毕业设计计算部分

1、武汉科技大学本科毕业论文忒虐科技公%本科毕业设计题目：16/3t桥式起重机结构及运行机构设计学院：机械自动化专业：机械工程及其自动化学号：200603130212学生姓名：陈旭指导教师：龙靖宇日期：2010.6摘 要本次毕业设计是针对毕业实习中桥式起重机所做的具体到吨位级别的设计。随着我 国制造业的发展，桥式起重机越来越多的应用到工业生产当中。在工厂中搬运重物，机床上下件，装运工作吊装零部件，流水线上的定点工作等都要用到起重机。起重机中种数量最多，在大小工厂之中均有应用的就是小吨位的起重机， 小吨位的桥式起重机广泛 的用于轻量工件的吊运，在我国机械工业中占有十分重要的地位。但是，我国现在应用的

2、各大起重机还是仿造国外落后技术制造出来的，而且已经在工厂内应用了多年，有些甚至还是七八十年代的产品，无论在质量上还是在功能上都满足不了日益增长的工业需 求。如何设计使其成本最低化，布置合理化，功能现代化是我们研究的课题。本次设计 就是对小吨位的桥式起重机进行设计，主要设计内容是16/3t桥式起重机的结构及运行 机构，其中包括桥架结构的布置计算及校核，主梁结构的计算及校核，端梁结构的计算 及校核，主端梁连接以及大车运行机构零部件的选择及校核。关键词：起重机；大车运行机构；桥架；主端梁；小吨位ABSTRACTThe graduation project is a bridge crane for

3、the graduation field work done by the tonnage level specific to the design. As Chinas manufacturing industry, more and more applications crane to which industrial production. Carry a heavy load in the factory, machine parts up and down, the work of lifting parts of shipment, assembly line work shoul

4、d be fixed on the crane is used. The largest number of species of cranes, both in the size of the factory into the application is small tonnage cranes, bridge cranes small tonnage of lightweight parts for a wide range of lifting, in Chinas machinery industry plays a very important position. However,

5、 our current application, or copy large crane behind the technology produced abroad, and has been applied in the factory for many years, and some 70 to 80 years of products, both in quality or functionality are not growing to meet the industrial demand. How to design it the lowest cost, rationalize

6、the layout, function modernization is the subject of our study. This design is for small tonnage bridge crane design, the main design elements are 16/3t crane structure and operation of institutions, including the bridge structure, calculation and checking the layout, the main beam structure calcula

7、tion and checking , end beams calculation and checking, the main end beam connect and run the cart and checking body parts of choice.Keywords： Crane；The moving mainframe；Bridge；Main beam and endbeam； Small tonnage目 录1 续论 11.1 桥式起重机的介绍 11.2 桥式起重机设计的总体方案 11.2.1 主梁和桥架的设计 11.2.2 端梁的设计 12大车运行机构的设计 22.1 设

8、计的基本原则和要求 22.1.1 机构传动方案 22.1.2 大车运行机构具体布置的主要问题 22.2 大车运行机构的计算 32.2.1 确定机构传动方案 32.2.2 大车车轮与轨道的选择及其强度校核 32.2.3 运行阻力运算 52.2.4 选择电动机 62.2.5 验算电动机的发热条件 62.2.6 减速器的选择 62.2.7 验算运行速度和实际所需功率 72.2.8 验算起动时间 72.2.9 起动工况下校核减速器功率 82.2.10 验算启动不打滑条件 82.2.11 选择制动器 102.2.12 选择联轴器 112.2.13 浮动轴的验算 112.2.14 缓冲器的选择 123桥架

9、结构的计算 143.1 主要尺寸的确定 143.1.1 大车轮距 143.1.2 主梁高度 143.1.3 端梁高度 143.1.4 桥架端部梯形高度 143.1.5 主梁腹板高度 153.1.6 确定主梁截面尺寸 153.1.7 加劲板的布置尺寸 153.2 主梁的计算 163.2.1 计算载荷确定 163.2.2 主梁垂直最大弯矩 163.2.3 主梁水平最大弯矩 173.2.4 主梁的强度验算 173.2.5 主梁的垂直刚度验算 193.2.6 主梁的水平刚度验算 193.3 端梁的计算 203.3.1 计算载荷的确定 203.3.2 端梁垂直最大弯矩 203.3.3 梁的水平弯矩 20

10、3.3.4 端梁截面尺寸的确定 213.3.5 端梁的强度验算 223.4 主要焊缝的计算 233.4.1 端梁端部上翼缘焊缝 233.4.2 端梁端部下翼缘焊缝 243.4.3 主梁与端梁的连接焊缝 243.4.4 主梁上盖板焊缝244 结束语 255 参考文献 266 致谢 27武汉科技大学本科毕业论文1.1 桥式起重机的介绍桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称大车。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运 行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。桥式起重机广泛地应用在室内外仓库、厂

11、房、码头和露天贮料场等处。1.2 桥式起重机设计的总体方案起重机课程设计的主要参数：工作级别A5跨度L (m)25.5主起升副起升小车运 行大车运 行起升重量Q (t)163起升高H(m)1214工作 V(m/min)9.518.544.274工作级别:A5A5A51A51JC%75%75%75%75%1.2.1 主梁和桥架的设计主梁跨度25.5m，主要构件是上盖板、下盖板和两块垂直腹板，主梁和端梁采用搭 接形式，走台的宽度取决于端梁的长度和大车运行机构的平面尺寸，司机室采用闭式一侧安装，腹板上加横向加劲板和纵向加劲条或者角钢来固定，纵向加劲条的焊接采用自动焊，主梁翼缘板和腹板的焊接采用贴角焊

12、缝，腹板的下边和下盖板硬做成抛物线形。1.2.2 端梁的设计端梁采用箱型的实体板梁式结构， 是由车轮组合端梁架组成，端梁的中间截面也是 由上盖板，下盖板和两块腹板组成；通常把端梁制成制成三个分段，端梁是由两段通过 连接板和角钢用高强螺栓连接而成。 端梁的主要尺寸是依据主梁的跨度， 大车的轮距和 小车的轨距来确定的；大车的运行采用分别驱动的方案。在装配起重机的时候，先将端 梁的一段与其中的一根主梁连接在一起，然后再将端梁的两段连接起来。下面对主梁，端梁，桥架进行详细计算和校核。2大车运行机构的设计2.1 设计的基本原则和要求大车运行机构的设计通常和桥架的设计一起考虑，两者的设计工作要交叉进行，

13、一般的设计步骤：1 .确定桥架结构的形式和大车运行机构的传方式2 .布置桥架的结构尺寸3 .安排大车运行机构的具体位置和尺寸4 .综合考虑二者的关系和完成部分的设计对大车运行机构设计的基本要求是：1 .机构要紧凑，重量要轻2 .和桥架配合要合适，这样桥架设计容易，机构好布置3 .尽量减轻主梁的扭转载荷，不影响桥架刚度4 .维修检修方便，机构布置合理2.1.1 机构传动方案大车机构传动方案，基本分为两类：分别传动和集中传动，桥式起重机常用的跨 度（10.5-32M）范围均可用分别传动的方案，本设计跨度为25.5m采用分别传动的方案。2.1.2 大车运行机构具体布置的主要问题1 .联轴器的选择2

14、.轴承位置的安排3 .轴长度的确定这三着是互相联系的。在具体布置大车运行机构的零部件时应该注意以几点：1 .因为大车运行机构要安装在起重机桥架上，桥架的运行速度很高，而且受载之 后向下挠曲，机构零部件在桥架上的安装可能不十分准确，所以如果单从保持机构的 运动性能和补偿安装的不准确性着眼，凡是靠近电动机、减速器和车轮的轴，最好都 用浮动轴。2 .为了减少主梁的扭转载荷，应该使机构零件尽量靠近主梁而远离走台栏杆；尽 量靠近端梁，使端梁能直接支撑一部分零部件的重量。3 .对于分别传动的大车运行机构应该参考现有的资料，在浮动轴有足够的长度的 条件下，使安装运行机构的平台减小，占用桥架的一个节问到两个节

15、间的长度，总之 考虑到桥架的设计和制造方便。4 .制动器要安装在靠近电动机，使浮动轴可以在运行机构制动时发挥吸收冲击动 能的作用。2.2 大车运行机构的计算参数：起重机估计总重 G=30.5t,桥架跨度L=25.5m,起重量Q=16t,大车运行速 度 W=74m/min,工作级别为 A5级，机构运行持续率为JC%=25%小车的重量为Gc=6.611t ,桥架为箱形结构。2.2.1 确定机构传动方案本起重机设计的传动方案如图所示：大车运行机构1 电动机2 制动器3 高速浮动轴 4 联轴器5 减速器6 联轴器7低速浮动轴 8 联轴器9 车轮2.2.2 大车车轮与轨道的选择及其强度校核如图所示的重量

16、分布，计算大车车轮的最大轮压和最小轮压。Gg=GGxcSPninSPmokX大车轮压受力图满载时，最大轮压：G-Gxc Q Gxc L -e Pma户- 42 L305-66.11160 66.11 25.5 -1.544=- 4225.5=165.932KN 空载时，最小轮压： - G - Gxc Gxc e P min =-42 L305-66.11 66.111= -4225.5=61.0187KN式中的e为主钩中心线离端梁的中心线的最小距离e=1.544m车轮踏面疲劳计算载荷Pc = 2Pmax 4Pmin = （2*165.932+61.019 ） /3=130.961KN3车轮材料

17、，采用 ZG340-640（调制），（T b=700MP6s=380MP由附表18选择车轮 直径 Dc=500mm由1表5-1查得轨道型号为QU70（起重机专用轨道） 按车轮与轨道为点接触和线接触两种情况来验算车轮的接触强度1 ）点接触局部挤压强度验算：PC=k2R2c1c2/m3=281257Nk 2-许用点应力常数（N/mm2）,由【1】表5-2,取k2 =0.181R-曲率半径，由车轮和轨道两者曲率半径中取最大值。取QU70I勺曲率半径为400mmM-由轨顶和车轮的曲率半径之比(r/R )所确定的系数，由【1】表5-5查得，m=0.461c 1 -转数系数，由【1】表5-3 ,车轮转速n

18、 c = vdc /冗D c =74/冗/0.5=47.134r/min,c1=0.9515.c 2-工作级别系数，由表5-4, M5级别，C2=1p Cpc故验算通过2 )线接触局部挤压强度验算Pc=k1Dclc 1c2=219796.5KN式中，k 1 -许用点应力常数(N/mm2),由【1】表5-2 ,取心=6.6I-车轮与轨道的有效接触长度，QU70中，l=70mmc 1 -转数系数，由【1】表5-3 ,车轮转速n c = vdc /冗D c =74/冗/0.5=47.134r/min,c1=0.9515.c 2-工作级别系数，由表5-4, M5级别，c2=1p cpc故验算通过2.2

19、.3运行阻力运算摩擦总阻力距Mm= B (Q+G (K+卜 *d/2 )由【3】Dc=500mm车轮的轴承型号为：7520,轴承内径和外径的平均值为：(100+180) /2=140mm由【2】中表9-2到表9-4查得：滚动摩1S系数K=0.0006nl轴承摩擦系数=0.02 , 附加阻力系数6=1.2,代入上式中：当满载时的运行阻力矩：M(q=q = Mm(Q=Q=P(Q+G)( K+kd) =1.2 (160000+305000) X (0.0006+0.02 X 0.14/2 )2=1116N m运行摩擦阻力：Pm(q=q = Mm(Q = Q) = H16 =4464N Dc0.52T

20、空载时：Mm(q=0 =B XGX (K+p d/2)= 1.2 X305000X (0.0006+0.02 X 0.14/2 ) =732NPm (Q=。= Mm (Q=0) / (Dc/2) =732 义 2/0.5=2928N2.2.4 选择电动机电动机静功率：N=P Vdc/ (1000- m- n)=4464X 74/1000/60/0.95/2=2.90KW式中P j=Pm(Q=Q满载运行时的静阻力(P m (Q=0 =4464N)m=2驱动电动机的台数初选电动机功率：N=K*Nj=1.19*2.90=3.45KW式中Kd-电动机功率增大系数，由【2】表7-6查得K=1.19查【1

21、】表 31-27 选用电动机 YZR160M1 Ne=5.8KWm=927r/min , (GD) =0.547kgmi, 电动机的重量G=154kg2.2.5 验算电动机的发热条件等效功率：Nx=K25 r Nj=0.75X1.3X2.90=2.82KW式中K25一工作类型系数，由1查得当JC%=25时，K25=0.75r由1按照起重机工作场所得tq/tg=0.25, r=1.3由此可知：NxNe,故初选电动机发热条件通过。选择电动机：YZR160M12.2.6 减速器的选择车轮的转数：nc=Vdc/ (九 Dc) =74/3.14/0.5=47.13r/min机构传动比：i =m/nc=9

22、27/47.13=19.67查【1】表35,选用两台ZQ-350-V-1Z减速器i 0 =20.49; N=9.2KW ,当输入转速为 1000r/min 时，可见 NjN。122.2.7验算运行速度和实际所需功率实际运行的速度：Vdc=Vdc i 0 / i 0。=74X19.67/20.49=71.04m/min c误差： = (Vdc-Vdc) / Vdc= (74-871.04) /74X 100%=4%15%合适实际所需的电动机功率：Nj=Nj Vdc/ Vdc=2.590 X 71.04/74=22.784KW由于N jN,故所选减速器功率合适2.2.10验算启动不打滑条件由于起重

23、机室内使用，故坡度阻力及风阻力不考虑在内.以下按三种情况计算1 .两台电动机空载时同时驱动：Plfn=dnz/P2(k 一厂p2kG Vdc2g 60tq(Q Dc2式中 P尸 pmin pmax=61019+165932=226951N-主动轮轮压P2= p1=226915N-从动轮轮压f=0.2粘着系数(室内工作)nz一防止打滑的安全系数.nz至1.051.2226951 0.201422695(0.0006 0.02) 1.5 2269510.000630500 、260 3.6205_2=3.84nn z,故两台电动机空载启动不会打滑2.事故状态当只有一个驱动装置工作，而无载小车位于工

24、作着的驱动装置这一边时，则pfn=- -nzG v/ p2(k ) :6kG vdc2g60tq(Q=0)Dc2式中p 1= p；ax =765932N-主动轮轮压p 2=2 plin + plax =287990N-从动轮轮压t；(Q 台电动机工作时空载启动时间92738.2 (89.6 -37.60)1.15 0.930500 M 0.52 1_220.492 父 0.95=9.41 s16593202一 小n=一=4.16s3050071c4 287990006 Q02 Q0T)1.5 2879900.000660 9.410.52 nn z,故不打滑.3.事故状态，则当只有一个驱动装置

25、工作，而无载小车远离工作着的驱动装置这一边时 式中P 1 = Pm,in =61019N-主动轮轮压P2= P/L - 2 pmax=392883N-从动轮轮压t；(Q = 9.41S与第二种工况相同n=61019Q271 04 39288(310006 0.02 驾1.5 61019 0000630500 -260 9.4105c2=2.42snn z,故也不会打滑2.2.11选择制动器由【2】中所述，取制动时间tz=6s按空载计算动力矩，令Q=0,带入1的(7-16)得:3 mc(GD2)1式中M/(pp - Pmmin )Dc2i0305000 (0.0006 0.020.520.14)

26、2 =2440N_ 610 -2440 0.5 0.952 20.49=-21.2115N- m坡度阻力Pp=0.002G=305000X 0.002=610Nd、 1Pmin=G (1 ，口 )M=2 制动器台数.两套驱动装置工作1.Mz二 一一21.2115+ 29277 2 1.15 0.938.2 6 |L30500 0.5 2-0.9520,492=28 N m现选用两台YWZ-200/23的制动器，查【1】附表15其制动力矩Mez=112 N - m,为武汉科技大学本科毕业论文避免打滑，使用时将其制动力矩调制28 N m以下2.2.12 选择联轴器根据传动方案，每套机构的高速轴和低

27、速轴都采用浮动轴1 .机构高速轴上的计算扭矩：M/s = MInI=119.5Xl.4=167.3 N m式中M一连轴器的等效力矩.M 尸啊 ,Mel=2X 59.75=119.5 N mQ一等效系数 取干广2查2表2-6 (A5A6级) 58 14尸95550*券=119.5 N m由【1】附表29查的：电动机YZR160Ml由端为圆锥形，d 1=48mm,L=110mm；附表34 查得ZQ350a速器，高速轴端为d=40mm,l=60mn在靠电机端从由附表43选两个半齿 轮联轴器 S161 (靠近电机端为圆锥形，浮动轴端 d=35mm;M|=3150N - m,(GD2) ZL=0.314

28、Kg - m,重量 G=18.4Kg);在靠近减速器端，由附 表43选用两个半齿轮联轴器S447,在靠近减速器端为圆锥形，浮动轴端直径为d=35mm;M=7110 N - m, (GD2)L=0.107Kg - m,重量 G=9.46Kg.高速轴上转动零件的飞轮矩之和为：(GD2)ZL+(GD2) l=0.314+0.107=0.421 Kg - m与原估算的基本相符，故不需要再算。2 .低速轴的计算扭矩：M js =Mjs %=167.3 X 20.49 X 0.95=3256.58 N - m由【1】附表34得，ZQ350速器低速轴端为圆锥形，d=65mm l=105mm由【1】附表19查

29、得，Dc=500mm主动车轮伸出轴为圆锥形， d=75mm l=105mm 故从【1】附表42中选用4个联轴节：GICLZ 4 YA60另两个 GICLZ4 YA60A65A752.2.13 浮动轴的验算1） .疲劳强度的计算低速浮动轴的等效力矩：_ _ 一一 _ _ M = V 1?Ml? n=1.4 X 59.75 X 20.49 X 0.95=1625.11N?m式中Vi一等效系数，由2表2-6查得Wi=1.4由上节已取得浮动轴端直径 D=60mm故其扭转应力为:Mi W1625.110.2 0.063=37.61 MPa13武汉科技大学本科毕业论文由于浮动轴载荷变化为循环（因为浮动轴在

30、运行过程中正反转矩相同），所以许用扭转应力为：1132：,-1 kk nI 1.92 1.4=49.1MPa式中，材料用 45 号钢，取6=600MPaMs=300MPa贝h-1=0.22bb=0.22 X600=132MPa7s=0.6cis=0.6 X30000=180MPaK=KK=1.6 X 1.2=1.92考虑零件的几何形状表面状况的应力集中系数，由第二章第五节及2第四章查得：（=1.6 , K=1.2, ni=1.4安全系数，由表2-18查得&睾住故疲劳强度验算通过。2） .静强度的计算计算强度扭矩：Mna广 甲2?Ml?=2.5 X 59.75 X 20.49 X 0.95=29

31、07 Nm式中V2一动力系数，查2表2-5的W2=2.5扭转应力：Mii =W2900.2 0.063=67MPa18许用扭转剪应力:- Snii180128.6MPa1.4Tqii ,故强度验算通过。高速轴所受扭矩虽比低速轴小，但强度还是足够，故高速轴验算从略2.2.14 缓冲器的选择1 .碰撞时起重机的动能_Gv2 动=G 一带载起重机的重量 G=305000+160000 0.1=465000NV0一碰撞时的瞬时速度，V0= (0.30.7) Vdxg一重力加速度取10m/s2_2_ _ _ _ 2Gvo465000 0.5 1.23Wk =02g2 10=8793.73 N m2 .缓

32、冲行程内由运行阻力和制动力消耗的功W阻=（P摩+P制）S式中P摩一运行阻力，其最小值为Pmin = Gf0min=465000X 0.008=3720Nf0min一最小摩擦阻力系数可取fmin = 0.008P制一制动器的制动力矩换算到车轮踏面上的力，亦可按最大制动减速度计算P 制=G制】=46500X 0.55=25575N g 侬max=0.55 m /sS缓冲行程取 S=140 mm因止匕 W阻=（3720+25575 乂 0.14=4101.3N m3 .缓冲器的缓冲容量一个缓冲器要吸收的能量也就是缓冲器应该具有的缓冲容量为:W动-W阻 w缓二n=8793.73-4101.3 =469

33、6.43N m式中n缓冲器的个数取n=1由手册【3】选择JHQ-A-33桥架结构的计算3.1 主要尺寸的确定3.1.1 大车轮距K= （ 11） L=3.18755.1m 取 K=4600mm 8 53.1.2 主梁高度H= （ ） L=1.8211.417m 取 H=1280mm 14 183.1.3 端梁高度H 0= （0.40.6 ） H=512768mr =365.7mm3.5b=510mm因此，取b=550mm盖板厚度：B=b+26 +40=602mm；自动焊）取 B=600mm主梁实际高度：H=h+26 1=1280+2*10=1300mm同理，主梁支撑面的腹板高度取 h0=520

34、mm这时，支撑截面的实际高度 乩=生+261=540mm主梁中间截面和支撑截面的尺寸简图分别示意于下图：By主梁中间截面示意图（左）主梁支撑截面的尺寸简图（右）3.1.7 加劲板的布置尺寸为保证主梁截面中受压件的局部稳定性，需要设置一些加劲构件主梁大加劲板间距：a =h=1280mm 取 a =1200mm主梁端部（梯形部分）小加劲板的间距：a 1 = =400mm3主梁中部（矩形部分）小加劲板的间距：a= （1.52） h=19202560mm 取 a=2100mm最小抗扭弯度Wmin =90.12a 1 三 6Wmin/b/ 巾 2/p=i.478式中，P-小车轮压，取平均值，并设小车自重

35、为Gxc=66110N巾2-动力系数，由1】图2-2曲线巾2=1.1 （起升高度9.5m）武汉科技大学本科毕业论文 b-钢轨的许用应力，（r=170MPa因此，根据布置方便，取 a产a/3=700mm由于腹板的高厚比h/ 6=1280/6=217160,所以要设置水平加劲杆，以保证腹板局部稳定性，采用/ 45*45*5角钢做水平加劲杆。3.2 主梁的计算3.2.1 计算载荷确定查【1】图7-11曲线得半个桥架（不包括端梁）的自重，Gq/2=110000Nq l =Gq/2 /L=110000/2550=43.14N/cm查【1】表7-3得，主梁由于分别驱动，大车运行机构的长传动轴系引起的均布载

36、荷：Q=巾 4ql=1.18*43.14=50.9N/cm由【1】表7-4,P 1=57000N,P2=56000N考虑动力系数巾2的小车车轮的计算轮压值： _P 尸巾 2 P1=62700NIP 2 =巾 2 P2=61600N式中，巾2 =1.15-动力系数，由1】图2-2中曲线查得。3.2.2 主梁垂直最大弯矩错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。+错误！未找到引用源。+错误！未 找到引用源。设敞开式司机操纵室的重量 GIOOOON具重心距支点的距离为l 0=320cm2550 - 240 50.9 2550 1.18 10000 320/(G P) IVI max62700 616

37、00 255022550) ,62700 62700 50.9、4 ()255021.18 (5000 1.5 10000 320)错误！未找到引用源。=135错误！未找到引用源。106N/m19武汉科技大学本科毕业论文3.2.3 主梁水平最大弯矩错误！未找到引用源。=0.8错误！未找到引用源。g重力加速度，g=9.81错误！未找到引用源。，a大车起动、制动加速度平 均值，a二错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。一一不计及冲击系数 错误！未找到引用源。和动载系数错误! 未找到引用源。时主梁垂直最大弯矩，由下式算得：错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。+GJ 0+

38、GI i=100*106N/m因此主梁的水平最大弯矩：错误！未找到引用源。=0.8 100 106 0.154 0.206 =(12.616.8) 106N/cm9.81错误！未找到引用源。=16 106N/cm3.2.4 主梁的强度验算主梁中间截面的最大弯曲应力根据【1】公式7-19计算：式中：错误！未找到引用源。一一主梁中间截面对水平重心轴线 x-x的抗弯截面模数，其 近似值为：错误！未找到引用源。=(错误！未找到引用源。)128 0 6oh=(128 0.6 60 1) 128=10956.8cm33错误！未找到引用源。一一主梁中间截面对垂直重心轴线 y-y的抗弯截面模数，其 近似值为：

39、错误！未找到引用源。=(错误！未找到引用源。)b=(6021+128M0.6)M55 = 5324cm3365因此可得：错误！未找到引用源。6=135 10 +16_10_=126MPa10956.85324270由【1】表2-19查得Q235的许用应力为旬U = W0=165.4MPa1.33故错误！未找到引用源。主梁支承截面的最大剪应力根据【1】公式7-20计算：式中：错误！未找到引用源。【1】公式7-15计算:错误！未找到引用源。+4昔误！未找到引用源 错误！未找到引用源。2550 -240=62700 61600 2550. 50.9 25501.18 50002550 - 24025

40、50二 199516N29错误！未找到引用源。主梁支承截面对水平重心轴线x-x的惯性矩，其近似值为:x-x的静矩:错误！未找到引用源。=95.6MPa即 I X0 =(72*0.6/3+60*1)*72*70/2=187488 cm主梁支承截面半面积对水平重心轴线S=2 hf ? by r2967.因此可得：i J99516 2967.6 =26.3MPa 187488 2 0.6由【1】表2-24查得A3钢的许用剪应力为: 故错误！未找到引用源。由上面的计算知，主梁的强度足够。3.2.5 主梁的垂直刚度验算主梁在满载小车轮压作用下，在跨中所产生的最大垂直挠度可按照【1】公式7-23进行计算：

41、f二 错误！未找到引用源。式中：错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。2 /错误！未找到引用源。 产0.982, 错误！未找到引用源= 7.12*105H130Ix =Wx10956.8 -22因此可得：f = 2.54cm3允许的挠度由【1】公式7-22得：【f】二错误！未找到引用源。/700=3.643cm故f错误！未找到引用源。f,主梁的垂直刚度验算通过。3.2.6 主梁的水平刚度验算主梁在大车运行机构起、制动惯性载荷的作用下，产生的水平最大挠度可按照【11公式7-25计算（略去第三项，简化成简支梁）：错误！未找到引用源。式中：错误！未找到引用源。作用在主梁上的集中惯性载荷：错误！未

42、找到引用源则二二13942787N错误！未找到引用源。作用在主梁上的均布惯性载荷：错误！未找到引用源错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。.541.08N/cm取Pg=2787N,错误！未找到引用源。=1.08错误！未找到引用源。,Iv =WV *B =5324 变=159720cm3y y 22由此可得：错误！未找到引用源。=L/2000=2550/2000=1.275cm,因此错水平挠度的许用值：【错误！未找到引用源。】 误！未找到引用源。【错误！未找到引用源。】由上面的计算可知，主梁的垂直和水平刚度均满足要求，当起重机工作无特殊要求时, 主梁的动刚度验算略。3.3端梁的计算3.3.1

43、计算载荷的确定QmGaxP)(Lxc 2a2)K式中，K大车轮距，K=460cmLxc 小车轨距，Lxc =2000mma2传动侧车轮轴线到主梁中心线距离，取a2=110cm所以,Ra=182167N3.3.2 端梁垂直最大弯矩在主梁支反力Qmax(G*的作用下产生的最大弯矩MImax = Ra *a1a1导电侧车轮轴线至主梁中心线距离，a1 =90mMImax =Ra a1 =182167*90=16.4*10 6N.cm3.3.3 梁的水平弯矩M P max - S * aiS 车轮轴向载荷，S=?P （由【1】2-6） 侧压系数，由【1】图2-3取久=0.18P 车轮轴压，即端梁的支反力

44、，P = RafM pmax =0.18*182162*90=2951110N.cm端梁因小车在起制动惯性载荷作用下最大水平弯矩Pxg（Lxc 2a2）M pmax 二k, a1P xg =P1/7=57000/7=8142.9NrfMpmax =669134 N.cmF比较MPmax和Mpmax两值可知，应取其中较大值进行计算。3.3.4 端梁截面尺寸的确定根据【1】表7-2推荐，选定端梁各构件的板厚如下：上盖板 6 1=10mm终端下盖板 6 1=10mm头部下盖板6 2 =12mm腹板6 =6mm按照【4】查得500车轮组的尺寸，确定端梁盖板宽度和腹板高度时，首先应配置 好支承车轮的截面

45、（如下图左），其次再决定端梁中间截面尺寸（如下图右）。如下图配 置的结果，车轮轮缘距上盖板底面 30mm车轮两侧距支撑处两下盖板内边为10mm因此车轮与端梁不致磨碰。同时腹板中线正好通过车轮轴承箱的中心平面。最后， 要检查 端梁中部下盖板与轨道的距离。如图（右）所示，此距离为60mm合适端梁截面尺寸简图3.3.5 端梁的强度验算端梁中间截面对水平中心线x-x的截面模数:(3W x= (h6/3+B6 1) h=(52*0.6/3+40*1)*52=2620.8cm对y-y的截面模数W y=(hHB6 1/3) b=(52*0.6+40*1/3)*27.4=1220cm =1465.6cm3中间

46、截面对x-x的惯性矩Ix=Wx H=70761.6cm4中间截面最大弯曲应力r-tr-Wx Wy rH对x-x的半面积积矩H = 2x蛆x乜+3&X上厘2 42=16.4*106/2620.8+2951110/1220=87MPa剪应力CmKI一: :“199516*1465.6/70761.6/2/0.6=34.4MPa端梁支撑面对水平重心线x-x的惯性矩，截面模数及面积矩的计算如下：首先求水平 重心线的位置水平中心线距上盖板中心线的距离：C 2*16.2* 0.6(0.5*16.2 0.5) 2*11*1.2(0.5 16.2 0.6)C 1 = =7.15cm40*1 2*16.2*0.

47、6 2*11*1.2水平重心线带腹板中线的距离：C 2 =7.15-0.5-0.5*16.2=-1.45cm水平重心线距下盖板中线的距离：C 3= (16.2+0.5+0.6 ) -7.15=10.15cm端梁支撑截面对水平重心线x-x的惯性矩：I x0 =40*1/12+40*7.15*71.5+2*16.2*16.2*0.6/12+2*16.2*0.6*1.45*1.45+2*11*1.23/12+2*11*1.2*10.15*10.15=4839cm 4端梁支撑截面对水平重心线x-x的最小截面模数:W x0x0*1/、(G + 6 2/2) =4839/ (10.15+0.6 ) =45

48、0.14cm3端梁支撑截面水平重心线x-x下半面积矩:S x0 =2*11*1.2*10.15+ (10.15-0.6 ) *0.6*(10.15-0.6)/2=296cm3端梁支撑截面附近的弯矩:M Z=RAd=2914672N.m端梁支撑截面的弯曲应力由【11公式（7-36）计算:-A =2914672/450.14=64.75MPax0端梁支撑截面的剪应力由【1】公式（7-37）计算:r =RASx0 =182167*296/2/4839/0.6=80.1MPanIx。、端梁支承截面的合成应力：二- -2 3.2 =136.8MPa材料许用应力ad n=(0.800.85) a n=13

49、2.3140.6MPar d n=Q800.85) r n=76.581.3MPa强度验算结果，所有计算应力均小于材料的许用应力，故端梁的强度满足要求3.4主要焊缝的计算3.4.1 端梁端部上翼缘焊缝端梁支撑截面上盖板对水平重心线 x-x的截面矩：S ；=40T7.15=286cm3端梁上盖板翼缘焊缝的剪应力由【1】公式(7-40)得:i =RAS =182167*286/4/4839/0.7/0.6=64MPanIx00.7hf式中,上盖板翼缘焊缝数;hf悍肉高度，取0.6cm3.4.2 端梁端部下翼缘焊缝端梁支撑面下盖板对水平重心线x-x的面积矩S 2 =2*12*1.2*10.15=292.32cm 3端梁下盖板翼缘焊缝的剪应力由【1】公式(7-41)得:一，RAS2J- =182167