32-5吨通用桥式起重机小车毕业设计说明书【毕业论文+CAD图纸全套】

哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 机械课程设计说明书 武汉科技大学机械自动化学院 机械电子工程 2012 届毕业设计任务书 指导老师：黄孝成 1、 学生姓名： 李 * 2、 题目名称： 25/8t 式起重机的设计 3、设计参数： （ 1）起重量 主钩 25t 副钩 8t 跨度 作级别 2）主起升速度 V 起升 V=10m/车速度 V 车速度 V=22m/起升高度 H=12m 起升变速档 5 档 一、 设计任务： 1、 完成整个起重机的设计计算，合理选择主辅起升机构；大小车运行机构的主要元 件；合理设计桥架截面尺寸 2、 绘出起重机装配图、小车装配图、桥架结构图、小车车轮零件图； 3、 设计计算说明书 50 页左右。 二、 参考资料 1、 起重机设计手册 大连起重机制造厂编写 2、 起重机课程设计 北京钢铁学院陈道南编著 冶金工业出版社 3、 起重运输机械 武汉钢铁学院过玉卿编著 华中理工大学出版社 4、 机械设计手册 化学工业出版社 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 1 - 目 录 设计任务书 1 章 概述 2 章 总体设计 体设计方案 连杆变幅臂架系统运动学设计 体尺寸规划 - - - - - - - - - - - - - 7 第 1 章 主起升机构计算 定传动方案，选择滑轮组和吊钩组 择钢丝绳 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 定卷筒尺寸并验算强度 选电动机 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 10 1 . 5 选用标准减速器 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 11 核减速器输出轴强度 动机过载验算和发热验算 择制动器 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 12 择联轴器 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 13 1 . 1 0 验算起动时间 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 13 1 . 1 1 验算 制动时间 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 14 1 . 1 2 高速轴计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15 第 2 章 副起升机构计算 定传动方案，选择滑轮组和吊钩组 . 2 钢丝绳的选择 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 17 定卷筒尺寸并验算强度 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 18 选电动机 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 2 . 5 选用标准减速器 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 2 . 6 校核减速器输出轴强度 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 22 动机过载验算和发热验 算 择制动器 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 23 择联轴器 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 23 2 . 1 0 验算起动时间 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 24 2 . 1 1 验算制动时间 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 25 2 . 1 2 高速轴计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 25 第 3 章 小车运行机构计算 定机构传动方案 择车轮与轨道并验算其强度 行阻力计算 电动机 算电动机发热条件 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 2 - 择减速器 算运行速度和实际所需功率 算起动条件 起动工况校核减速器功率 算起动不打滑条件 择制动器 择联轴器 算低速浮动轴的强度 车缓冲器 计心得 考文献 用的部分，你明白的 起重机（桥式）主梁的具体设计计算 （中间不可见内容需要把文档下载下来后把字体改为黑色） 注：以下内容为通用起重机大车设计模板，大家只需要往里面代入自己的数据即可。中间不可见内容需要把文档下载下来后把字体改为黑色才可见！ 设计内容 计 算 与 说 明 结 果 1）大车轮距 2）主梁 高度 3）端梁高度 K （8151） L =（8151） K =4m （理论 值） 0H （ H = =4m H =0H 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 3 - 设计内容 计 算 与 说 明 结 果 4）桥架端部梯形高度 5）主梁腹板高度 6）确定主梁截面尺寸 C =（10151） L =（10151） C =据主梁计算高度 H =后选定腹板高度 h=梁中间截面各构件板厚根据 1表 7 腹板厚 =6下盖板厚 1 =8梁两腹板内壁间距根据下面的关系式来决定： b H=357mm b 505002250 L=450此取 b =500板宽度： 4062005402 552 B =550梁的实际高度： 8203012 1 1316理，主梁支承截面的腹板高度取0h=700时支承截面的实际高度100 2 16梁中间截面和支承截面的尺寸简图分别示于图 5图 5 5 08130085 0 0 61316870087165 0 05 5 06C =h= =6 =8mm b =500 =550 =1316实际值） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 4 - 设计内容 计 算 与 说 明 结 果 7）加劲板的布置尺寸 图 5 图 5为了保证主梁截面中受压构件的局部稳定性，需要设置一些加劲构件（参见 1图 7 主梁端部大加劲板的间距： = a =梁端部（梯形部分）小加劲板的间距： 21 =梁中部（矩形部分）大加劲板的间距： a （ 2） h = a =梁中部小加劲板的间距：若小车钢轨采用 其对水平重心轴线 的最小抗弯截面模数3m ，则 根据连续梁由钢轨的弯曲强度条件求得加劲板间距（此时连续梁的支点即加劲板所在位置；使一个车轮轮压作用在两加劲板间距的中央）； 1a i n m 式中 P 小车的轮压，取平均值，小车自重为0000N； 2 动力系数，由 1图 2 = 钢轨的许用应力， =170 由于腹板的高厚比61550/ h=258 160，所以要设置水 平加劲杆，以保证腹板局部稳定性。采用 54545 角钢 作水平加劲杆 1a =a =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 5 - 设计内容 计 算 与 说 明 结 果 1）计算载荷确定 2）主梁垂直最大弯矩 查 1图 7包括端梁）的自重， 2/5000 5 08 5 0 0 02/ 1表 7轴系引起的均布载荷： 8 ,取 8 由 1表 70主梁的总均布载荷： yl 6N/梁的总计算均布载荷： =中 4 = 冲击系数，由 1公式 2 作用在一根主梁上的小车两个车轮的轮压值可根据 1 表 7 1P =73000N； 2P =67000N 考虑动力系数 2 的小车车轮的计算轮压值为： 7 3 0 0 21 =861400N 6 7 0 0 22 =79060N 式中 2 = 动力系数，由 1图 2 由 1公式（ 7算主梁垂直最大弯矩： cm cm 0q =46N/cm q= =P =861400N 2P =79060N 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 6 - 设计内容 计 算 与 说 明 结 果 3）主梁水平最大弯矩 24221200421m a x 114004 设敞开式司机操纵室的重量为0G=20000N，其重心距支点 的距离为0l=320各一直数值代入上式计算可得： 3 2 08 0 0 02 0 0 0 =128 610 由 1公式（ 7算主梁水平最大弯矩： m a xm a x M g 重力加速度， g=； 大车起动、制动加速度平均值， 6 8s， 则 8660 75 a=； 不计及冲击系数 4 和动载系数 2 时主梁垂直最大弯矩，由下式算得： 128 610 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 7 - 设计内容 计 算 与 说 明 结 果 4）主梁的强度验算 2120021m a = 2462 2 5 06 7 0 0 07 3 0 0 042 8 5 03202 0 0 0 022 2 5 0462 8 5 01602 2 5 06 7 0 0 07 3 0 0 02+ 0 03202 0 0 0 0 N 此得主梁水平最大弯矩： m a x 10 N 取 6m 梁中间截面的最大弯曲应力根据 1公式（ 7算： m a xm a x 式中 主梁中间截面对水平重心 轴线 的抗弯截面模数，其近似值： 31 7 7 0 01 1 03 主梁中间截面对垂直重心轴线 的抗弯截面模数，其近似值： 31 因此可得： 04 6 3 3 0 0 101 2 856 由 1表 2235钢的许用应力为 M P 37700 x 34633 y =170 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 8 - 设计内容 计 算 与 说 明 结 果 5）主梁的垂直刚度 验算 故 主梁支承截面的最大剪应力根据 1公式（ 7算： 20m 式中 主梁支承截面所受的最大剪力，由 1公式（ 7算： 1400421 2 = 2 6022507 9 0 608 6 1 40 0 + =240874N 0 主梁支承截面对水平重心轴线 的惯性矩，其近似值： 032 001000 x = 41 4 5 3 4 82 S 主梁支承截面半面积对水平重心轴线 的静矩： S 22422 10100 = 9 22 因此可得： a x = 1表 23钢的许用剪应力 =240874N 0145348 4S= 强度足够 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 9 - 设计内容 计 算 与 说 明 结 果 6）主梁的水平刚度验算 3 = 由上面的计算可知，强度足够 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行计算： 231 式中 5 01 6 0 LB 5 07 3 0 0 0 f=许的挠度值由 1公式（ 7： 700= 因此 f f 主梁在大车运行机构起、制动惯性载荷作用下，产生的水平最大挠度可按 1公式（ 7算（略去第三项，简化成简支梁）： 44843 式中 21 =（ 6 7 00 07 3 00 06075 =1750 3500N f f f 取500N 取文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 10 - 设计内容 计 算 与 说 明 结 果 （ 12740825546332 由此可得： 1 2 7 4 0 4 2 2 5 4 0 2 5 03 5 0 0 6463 平挠度的许用值： 00 Lf 此 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，可以不必进行主梁的动刚度验算。 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 11 - 太原科技大学 课程 设计任务书 学院（直属系）： 机 电工程学院 时间： 年 月 日 学 生 姓 名 指 导 教 师 设计（论文）题目 32/5 吨通用双梁桥式起重机小车设计计算 主要研 究内容 1. 小车总体设计； 2. 主 /副起升机构设计计算； 3. 小车运行机构设计计算； 4. 小车主要安全装置设计计算； 5. 小车总图绘制 (标准 0 号或 1 号加长 )1 张； 6. 机构部件图 2 号 1 张，机构零件图 2 号 1 张（ 选其一即可 ）。 研究方法 搜集 查阅 与分析研究相关国内外资料，综合所学基础与专业知识，遵循机械零件与 起重机行业 相关标准，在小组充分讨论基础上 ，制定合理的具有先进性的设计方案，按时完成本设计提出的全部内容。 主要技术指标 (或研究目标 ) 小车的主 /副起升机构设计参数： 起重量 32/5t，起升高度 16/18m，起升速度 升机构工作级别 5， 小车运行机构设计参数： 工作级别 行速度 45m/距 2500考轮距 2800 小车参考自重 ：约 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 12 - 主要参考文献 1 张质文 , 包起帆等 . 起重机设计手册 . 北京中国铁道出版社， 2001 2 倪庆兴 , 王殿臣 . 起重输送机械图册 (上册 ). 北京：机械工业出版社 , 1991 3 用教程 (2005 中文版 ). 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社 , 2005 4 杨长揆 , 傅东明 . 起重机械 (第二版 ). 北京：机械工业出版社 , 1985 5 陈道南 , 盛汉中 . 起重机设计课程设计指导书 . 北京：机械工业出版 社 , 1991 6 孙恒 , 陈作模 . 机械 原理 (第六版 ). 北京：高等教育出版社 , 2000 7 编写组编，起重机设计规范 北京：标准出版社 , 2008 概 述 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，又称天车。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， 设置在小车上的起升机构实现货物垂直升降。三个机构的综 合，构成一立方体 形的工作范围， 这样 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、厂房、码头和露天贮料场等处。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三种。各类桥式起重机的特点如下 1) 普通桥式起重机主要采用电力驱动，一般是在司机室内操纵，也有远距离控制的。起重量可达五百吨，跨度可达 60 米。 2) 简易梁桥式起重机又称梁式起重机，其结构组成与普通桥式起重机类似，起重量、跨度和工作速度均较小。桥架主梁是由工字钢或其它型 钢和板钢组成的简单截面梁，用手拉葫芦或电动葫芦配上简易小车作为起重小车，小车一般在工字梁的下翼缘上运行。桥架可以沿高架上的轨道运行，也可沿悬吊在高架下面的轨道运行，这种起重机称为悬挂梁式起重机。 3) 冶金专用桥式起重机在钢铁生产过程中可参与特定的工艺操作，其基本结构与普通桥式起重机相似，但在起重小车上还装有特殊的工作机构或装置。这种起重机的工作特点是使用频繁、条件恶劣，工作级别较高。主要有五种类型。 4) 铸造起重机：供吊运铁水注入混铁炉、炼钢炉和吊运钢水注入连续铸锭设备或钢锭模等用。主小 车吊运盛桶，副小车进行翻转盛桶等辅助工作。 5) 夹钳起重机：利用夹钳将高温钢锭垂直地吊运到深坑均热炉中，或把它取出放到运锭车上。 6) 脱锭起重机：用以把钢锭从钢锭模中强制脱出。小车上有专门的脱锭装置，脱锭方式根据锭模的形状而定：有的脱锭起重机用项杆压住钢锭，用大钳提起锭模；有的用大钳压住锭模，用小钳提起钢锭。 7) 加料起重机：用以将炉料加到平炉中。主小车的立柱下端装有挑杆，用以挑动料箱并将它送入炉内。主柱可绕垂直轴回转，挑杆可上下摆动和回转。副小车用于修炉等辅助作业。 8) 锻造起重机：用以与水压机配合锻造大型工件。主小车吊钩上悬挂特殊买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 13 - 盛料器高温液态钢包 ，用以支持和翻转 钢包， 副小车用来抬起 钢包，浇铸液态金属 。 桥 式类型起重机的 金属结构 一般 由主 梁 和端 梁 组成，分为单主 梁 桥架和双 梁桥架两类。单主 梁 桥架由单根主 梁 和位于跨度两边的端 梁 组成，双 梁 桥架由两根主 梁 和端 梁 组成。主 梁 与端 梁 刚性连接，端 梁 两端装有车轮，用以支承桥架在高架上运行。主 梁 上焊有轨道，供起重小车运行。桥架主 梁 的结构类型较多比较典型的有箱形结构、四桁架结构和空腹桁架结构。 箱形结构又可分为正轨箱形双 梁 、偏轨箱形双 梁 、偏轨 箱形单主 梁 等几种。正轨箱形双 梁 是广泛采用的一种基本形式，主 梁 由上、下翼缘板和两侧的垂直腹板组成，小车钢轨布置在上翼缘板的中心线上，它的结构简单，制造方便，适于成批生产，但自重较大。 偏轨箱形双 梁 和偏轨箱形单主 梁 的截面都是由上、下翼缘板和不等厚的主副腹板组成，小车钢轨布置在主腹板上方，箱体内的短加劲板可以省去，其中偏轨箱形单主 梁 是由一根宽翼缘箱形主 梁 代替两根主 梁 ，自重较小，但制造较复杂。 四桁架式结构由四片平面桁架组合成封闭型空间结构，在上水平桁架表面一般铺有走台板，自重轻，刚度大，但与其它结构相比，外形尺寸 大，制造较复杂，疲劳强度较低，已较少生产。 空腹桁架结构类似偏轨箱形主 梁 ，由四片钢板组成一封闭结构，除主腹板为实腹工字形 梁 外，其余三片钢板上按照设计要求切割成许多窗口，形成一个无斜杆的空腹桁架，在上、下水平桁架表面铺有走台板，起重机运行机构及电气设备装在桥架内部，自重较轻，整体刚度大，这在中国是较为广泛采用的一种型式。 下面具体介绍普通桥式起重机的构造。普通桥式起重机一般由起重小车、桥架运行机构、桥架金属结构组成。起重小车又由起升机构、小车运行机构和小车架三部分组成。 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。 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，大起重量的普通桥式起重机为便于安装和调整，驱动装置常采用万向联轴器。 起重机大车运行机构一般只用四个主动和从动车轮，如果 起重量很大，常用增加车轮的办法来降低轮压。当车轮超过四个时，必须采用铰接均衡车架装置，使起重机的载荷均匀地分布在各车轮上。 本次设计课题为 32/5t 通用桥式起重机 小车 设计，主要 包括 起升、运行 两大机构及其安全装置的设计计算和装配图与零部件图的绘制。 将我们所学的知识最大限度的贯穿起来，使我们学以至用 、 理论联系实际。 培养 我们的设计能力及理论联系实际过程中分析问题、解决问题的能力。 _ 说明书所有公式格式全 部应该如下所示 : )()(375 222002 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 14 - 8 5 0() 62 0 0 0(3 7 5 6 4 4 22 23 s 式中， 电动机满载下降转速，单位为 r/ dd 0 2 6445566002 r/ 制动力矩， 2000 净阻力矩， (该部分地区只作指导用 ,请删除 ) _ （去掉概述，目录要改为和后面计算内容一致 ，不要有错别字，公式及其文中公式符号，必须用“公式”格式，必须采用 前的低版本打印 ） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 15 - 第 1 章 主起升机构计算 定传动方案，选择滑轮组和吊钩组 按照构造宜紧凑的原则 ,决定采用下图的传动方案。如图 1 所示，采用了双联滑轮组 =32t，表 8取滑轮组倍率，因而承载绳分支数为 Z=2。0其自重为： G=320= 1 主起升机构简图 择钢丝绳 若滑轮组采用滚动轴承，,查表得滑轮组效率h= 钢丝绳所受最大拉力 a x 按下式计算钢丝绳直径 d=c42 =c: 选择系数，单位 N ，用钢丝绳b=1850N/据 b查表得 c 值买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 16 - 为 选不松散瓦林吞型钢丝绳直径 d=20 其标记为 6W(19)右顺 ( 定卷筒尺寸 ,转速及滑轮直径 卷筒和滑轮的最小卷绕直径0D： h d 式中 h 表示与机构工作级别和 钢丝绳结构的有关系数； 查表得：筒 1h =18;滑轮 2h =20； 筒最小卷绕直径1h d=18 20=360； 轮最小卷绕直径2h d=20 20=400。 考虑起升机构布置卷筒总长度不宜太长，轮直径和卷筒直径一致取 D=650 。 卷筒长度 303210 3)(2)(2 = 式中0L：筒上有绳槽长度， ( 00 ， 中安全圈 n=2，起升高度 H=16m， 槽节矩 t=23直径0D=670 1l ：定绳尾所需长度 ,取 1l =3 23=69 2l ：筒两端空余长度 ,取 2l =t=23 3l：筒中间无槽长度 ,根据滑轮组中心间距 =150，3l=1761 卷筒壁厚 =610)=650+(610)923 =20行卷筒壁的压力计算。 卷筒转速0=r/ 算起升静功率 100060)( 0 400320000( =中 起升时总机械效率 22 =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 17 - z 为滑轮组效率取 动机构机械效率取 筒轴承效率取 轴器效率取 选电动机 中 时的功率，位为 G：稳态负载平均系数，根据电动机型号和 查表得 G= 选用电动机型号为 556r/大转矩允许过载倍数 m=轮转矩 电动机转速 )556600(00)(00 jd 中 起升载荷 0n:电动机同步转速； 电动机在 用减速器 减速器总传动比： 实际速比 i =40。 起升机构减 速器按静功率据i =40，工作级别为 定减速器为 减速器许用功率 79速轴最大扭矩为 M=速器在 许用功率 为 =600 =5际起升速度 =际起升静功率= 类 载荷校核减速器输出轴的径向载荷，最大力矩。 动机过载验算和发热验算 过载验算按下式计算： nP 100 0 0=608 5 0 0 0( =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 18 - 5题5 式中 准接电持续率时，电动机额定功率，单位为 H:系数，绕线式异步电动机，取 H= m:基准接电持续率时 ,电动机转矩允许过载倍数 ,查表得 m:电动机个数； :总机械效率 = 发热验算按下式计算 : P 式中 P:电动机在不同接电持续率 位为 00， =25%，查表得 P= 0 0)( 0 =8 5 0 0 0( =P=载验算和发热验算通过 择制动器 按下式计算，选制动器： 中动力矩 ,单位为 动安全系数，查表 :下降时作用在电动机轴上的静力矩，单位为 = 4042 )( 300 :下降时总机械效率，通常取 2 用用 21 制动器，其额定制动力矩 安装时将制动力矩调整到所需的制动力矩 择联轴器 根据电动机和减速器以及浮动轴的轴伸尺寸及形状选连轴器，使连轴器的许用应力矩 M计算的所需力矩 M,则满足要求。 电动机的轴伸： d=85形 )，长度 E=170 买文档就送您 纸全套，