5T单梁桥式起重机钢结构设计含3D【全套含有CAD图纸三维建模】
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桥式起重机
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本科毕业论文(设计)论 文 题 目： 5T 单梁桥式起重机钢结构设计学 院：专 业 、班 级：学 生 姓 名：指导教师（职称）I摘 要起重机作为物料搬运、装卸或用于安装的机械设备可以减轻或代替人们的体力劳动提高劳动生产率。它被广泛应用于国民经济的各个领域之中。随着时代的发展制造工厂和装卸作业场所开始转向室内使桥式起重机占据了主导地位。桥式起重机主要应用于大型加工企业如钢铁、冶金和建材等行业完成生产过程中的起重和吊装等工作。设计一个满足 5T 承载量的钢体结构，主要设计计算端梁、横梁的尺寸，并对其进行校核，对小车的运行结构进行了设计。完善 CAD 工程图以及三维图，使其在实际生产操作中能够准确稳定的完成各项工作，提高生产效率，并成功投入到市场，桥式起重机由桥架、大车运行机构、小车运行机构和电气设备构成。在系统整体设计中采用传统布局的典型结构，桥式起重机是一种提高劳动生产率重要物品搬运设备，主要适应车间物品搬运、设备的安装与检修等用途。起升机构滑轮组采用双联滑轮组，重物在升降过程中没有水平移动，起升过程平稳，且钢丝绳的安装和更换容易。相应的卷绕装置采用单层卷筒，有与钢丝绳接触面积大，单位压力低的优点。在起升机构中还涉及到钢丝绳、减速器、联轴器、电动机和制动器的选择等。5t 桥式起重机小车运行机构主要由减速器，运行机构，卷筒装置，吊钩装置，联轴器，限位器，锥形转子电动机等部分组成。本文根据设计任务书要求，主要对 5t 桥式起重机小车运行机构的总体方案选择和确定，然后对传动系统进行设计。根据设计要求和目的，参考 5t 桥式起重机小车运行机构首先对 5t 桥式起重机小车运行机构进行工艺分析，选择合理机构及装配方案，然后对减速器和电动机进行外形设计，钢丝绳的选用及强度验算，卷筒的参数计算及验算，再计算齿轮的传动比，确定各个齿轮的参数，进行强度计算,选择合理的轴承、键、轴套等各种零部件，画出总体装配图。最后对齿式弹性联轴器作了一些简明的阐述。关键词：起重机，5t 桥式起重机，小车运行机构，卷筒，吊钩IIAbstractCrane for material handling, loading and unloading or for the installation of machinery and equipment can reduce or replace physical labour productivity. It is widely used in various fields of the national economy. With the development of manufacturing facilities and places of loading and unloading operations are turning to indoor cranes occupies a dominant position. Bridge cranes are mainly used in large processing enterprises such as iron and steel, metallurgy and building materials industries in the complete production process of lifting and hoisting work. Design a 5T capacity steel structure dimensions of design computation of main beams and cross beams, and checking, to design the structure of the car. Perfect CAD drawing and the graphic, make it accurate and stable in actual production operations to complete the work, improve productivity, and successfully brought on to the market, crane bridge, crane traveling mechanisms, car running gear and electrical equipment. In the overall system design using the traditional layout of a typical structure, crane is an important goods handling equipment productivity, major adaptation workshop goods handling, installation and maintenance of equipment and other purposes. Lifting unit pulley twin sheave, the weight lifting without horizontal movement, lifting process smooth and easy installation and replacement of wire rope. Corresponding winding device using single-layer reels, and wire rope contact area is large, the advantages of low pressure. Also involved in the hoisting mechanism wire rope, reducer, coupling, the choice of motor and brake, etc. 5T crane cars run mainly by reduction gear, running gear, drum unit, hook device coupling, stopper, conical rotor motor and other components. According to design specification requirements, mainly for 5T crane general scheme of car running gear selection and determination, and then the transmission system design.According to design requirements and purpose, reference 5T bridge type crane car run institutions first on 5T bridge type crane car run institutions for process analysis, select reasonable institutions and the Assembly programme, then on reducer and motor for shape design, wire rope of selection and the strength checking, reel of parameter calculation and the checking,. Finally, gear type flexible couplings are described in brief.Key words: crane 5T overhead traveling crane, car running gear, reels, hooksIII目 录摘 要 .IAbstract.II目 录 .III第 1 章 绪论 .11.1 课题的研究意义 .11.2 起重机的工作原理 .11.3 起重机的主要结构 .21.4 国内外发展现状 .2第 2 章 箱形结构主梁和端梁的设计 .42.1 箱形梁式桥架的主要尺寸确定 .42.2 主梁主要尺寸的确定 .52.3 端梁截面尺寸的确定 .6第 3 章 箱形结构主梁和端梁的校核 .73.1 主梁断面几何特性 .73.2 主梁强度的计算 .83.3 刚度计算 .133.4 端梁设计计算 .143.5 轮距的确定 .153.6 端梁中央断面几何特性 .153.7 起重机最大轮压 .163.7.1 起重机支座及作用 .163.7.2 起重机最大轮压的计算 .173.7.3 最大歪斜侧向力 .223.7.4 端梁中央断面合成应力 .223.7.5 车轮轴对端梁腹板的挤压应力 .233.8 主、端梁连接计算 .233.8.1 主、端梁连接形成及受力分析 .233.8.2 螺栓拉力的计算 .24第 4 章 起重机机构工作级别和钢丝绳选择 .284.1 机构利用等级 .284.2 机构载荷状态 .284.3 机构工作级别 .284.4 钢丝绳的选用 .284.4.1 钢丝绳的选择 .284.4.3 钢丝绳直径的计算 .28第 5 章 起重机小车的设计 .30IV5.1 卷筒几何尺寸 .305.2 卷筒强度计算 .315.3 吊钩的选择 .315.4 滑轮结构和材料 .315.7 计算小车部件总传动比 .315.8 计算小车部件减速器的各级传动比 .315.9 传动装置的运动和动力参数 .315.10 起重机小车第一级齿轮的参数设计计算 .315.11 起重机小车第二级齿轮的参数设计计算 .315.12 起重机小车第三级齿轮的参数设计计算 .31第 6 章 焊缝连接分析 .316.1 连接方法 .316.2 焊接 .316.1.2 对接焊缝 .316.1.3 角焊缝 .31第 7 章 缓冲器 .31结 论 .31致 谢 .31参考文献 .311第 1 章 绪论 1.1 课题的研究意义桥式起重机是一种重要的物料搬运机械。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。桥式起重机可分为普通桥式起重机简易梁桥式起重机和冶金专用桥式起重机 3 种1 。 物料搬运成了人类生产活动的重要组成部分，距今已有五千多年的发展历史。随着生产规模的扩大，自动化程度的提高，作为物料搬运重要设备的起重机在现代化生产过程中应用越来越广，作用愈来愈大，对起重机的要求也越来越高 1 。起重机正经历着一场巨大的变革。大型化和专业化、模块化和组合化、轻型化和多元化、自动化和智能化、成套化和系统化以及新型化和实用化是这场变革得主题 1 。经过几十年的发展，我国桥式起重机行业已经形成了一定的规模，市场竞争也越发激烈。桥式起重机行业在国内需求旺盛和出口快速增长的带动下，依然保持高速发展，产品几近供不应求 4。尽管我国起重机行业发展迅速，但是国内起重机仍缺乏竞争力。从技术实力看，与欧美日等发达地区相比，中国的技术实力还有一定差距。目前，过内大型起重机尚不具备大量生产能力。从产品结构看，由于技术能力所限，中国起重机在产品结构上也不完善，难以同国外匹敌 5。随生产规模的扩大及自动化程度的提高，桥式起重机应用越来越广泛，所起的作用也愈来愈大，这样对桥式起重机的要求也越来越高，安全、可靠、经济。而目前 CAD 技术在起重机行业应用水平参差不齐，很多企业 CAD 技术的应用仅仅停留在绘图层面上，力学性能分析还是手工计算，费时费力。面对桥式起重机轻型化智能化发展大趋势，桥式起重机设计必须改变传统的设计模式 4。1.2 起重机的工作原理起重机(Crane)属于起重机械的一种，是一种作循环、间歇运动的机械。一个工作循环包括：取物装置从取物地把物品提起，然后水平移动到指定地点降下物品，接着进行反向运动，使取物装置返回原位，以便进行下一次循环。门式起重机整体运行在一定长度的轨道上，由操纵室控制，由大车运行机构2执行，可控制起重机整体的横向前后移动。小车是运行在横梁上的，由操纵室控制，可以实现小车在主梁上的纵向移动。在主梁的小车上，电动机通过联轴节与减速器的高速轴相连。机构工作时，减速器的低速轴带动卷筒，将钢丝绳卷入或放出，经过滑轮系统，使吊钩实现上升或下降。机构停止工作时，制动器使吊钩连同货物悬吊在空中，吊钩的升降靠电动机改变转向来达到 11。1.3 起重机的主要结构起重机主要包括起升机构、运行机构、金属机构等，起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器，带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。小车架是支托和安装起升机构和小车运行机构等部件的机架，通常为焊接结构 1。运行机构一般是由电动机、减速器、制动器、车轮、联轴器等组成 1。起重机运行机构的驱动方式可分为两大类：一类为集中驱动，即用一台电动机带动长传动轴驱动两边的主动车轮；另一类为分别驱动、即两边的主动车轮各用一台电动机驱动。中、小型 桥式起重机较多采用制动器、减速器和电动机组合成一体的“三 合一”驱动方式，大起重量的普通龙门起重机为便于安装和调整，驱动装置常采用万向联轴器。 1.4 国内外发展现状80 年代在国外，特别是德国，芬兰，日本，英国，法国及保加利亚等国家的厂家，不禁相继研制生产出性能新进的电动单梁，悬挂和5t 桥式起重机小车运行机构桥式起重机，还派生出先进适用的葫芦门式起重机，葫芦式抓斗起重机，葫芦吊钩抓斗两用起重机，葫芦吊钩抓斗电磁三用起重机，葫芦式旋臂起重机葫芦式壁行起重机，葫芦桥式堆垛起重机及立体仓库用葫芦式巷道堆垛起重机。葫芦式起重机品种，类型，规格的不断扩展及在起重运输设备中所占比例的增加，将使各种类型的葫芦式起重机形成一种独立而重的起重运输设备体系。国产 5t 桥式起重机小车运行机构是从上世纪 50 年代以仿造形式开始生产与发展的。1949 年 7 月上海最先试制成功仿德国公司 1.5t 和 3t 一般用途钢丝绳5t 桥式起重机小车运行机构，并投入小批量生产。从上世纪 70 年代末到 80 年代初，葫芦式起重机已进入到一个引进开发的新阶段。特别是 5t 桥式起重机小车3运行机构运行小车出现了多种形式的支撑和悬挂方式，大大增加了葫芦式起重机的类型，和扩大应用范围。70 年代初我国自行设计了钢丝绳 5t 桥式起重机小车运行机构取代 TV 型钢丝绳 5t 桥式起重机小车运行机构，至目前为止 5t 桥式起重机小车运行机构在国内生产制造，使用已达 30 多年历史。5t 桥式起重机小车运行机构是将电动机、减速器、卷筒、制动器和运行小车等紧凑地合为一体的起重机械，由于它轻巧、灵活、成本较低，且安全可靠，零部件通用程度大，互换性强，单重起重能力高，维护方便等特点，是目前用途广泛，深受欢迎的轻型起重设备。 5t 桥式起重机小车运行机构可以式固定的也可以通过小车和桥梁组成电动单梁桥式起重机、简单双梁桥式起重机和简单龙门式起重机等，稍加改动，还可作卷扬作用。4第 2 章 箱形结构主梁和端梁的设计2.1 箱形梁式桥架的主要尺寸确定箱形主梁的主要构件是上盖板、下盖板、和两块垂直腹板。主梁的设计主要跟端梁和电动葫芦有关，通常为制造方便，腹板中部为矩形而两端做成梯形，同时使下盖板两端向上倾斜。这时梯形的高度取为。主梁在跨度中
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