【毕业设计论文】桥式起重机毕业设计论文正文00【有对应的CAD图】

订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 1绪 论 1 . 1 起重机的介绍 箱形双梁桥式起重机是由一个有两根箱形主梁和两根横向端梁构成的双梁桥 架,在桥架上运行起重小车,可起吊和水平搬运各类物体,它适用于机械加工和装配 车间料场等场合。 1 . 2 起重机设计的总体方案 本次起重机设计的主要参数如下: 起重量 10t,跨度 16.5m，起升高度为 10m 起升速度 8m/min 小车运行速度 v=40m/min 大车运行速度 V=90m/min 大车运行传动方式为分别传动;桥架主梁型 式,箱形梁.小车估计重量 4t，起重机的重量 16.8t .工作类型为中级。 根据上述参数确定的总体方案如下： 主梁的设计： 主梁跨度 16.5m ,是由上、 下盖板和两块垂直的腹板组成封闭箱形截面实体板 梁连接，主梁横截面腹板的厚度为 6mm,翼缘板的厚度为 10mm，主梁上的走台的 宽度取决于端梁的长度和大车运行机构的平面尺寸，主梁跨度中部高度取 H=L/17 ，主梁和端梁采用搭接形式，主梁和端梁连接处的高度取 H0=0.4- 0.6H， 腹板的稳定性由横向加劲板和，纵向加劲条或者角钢来维持，纵向加劲条的焊接 采用连续点焊，主梁翼缘板和腹板的焊接采用贴角焊缝，主梁通常会产生下挠变 形，但加工和装配时采用预制上拱。 小车的设计： 小车主要有起升机构、运行机构和小车架组成。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 起升机构采用闭式传动方案，电动机轴与二级圆柱齿轮减速器的高速轴之间 采用两个半齿联轴器和一中间浮动轴联系起来，减速器的低速轴鱼卷筒之间采用 圆柱齿轮传动。 运行机构采用全部为闭式齿轮传动，小车的四个车轮固定在小车架的四周， 车轮采用带有角形轴承箱的成组部件，电动机装在小车架的台面上，由于电动机 轴和车轮轴不在同一个平面上，所以运行机构采用立式三级圆柱齿轮减速器，在 减速器的输入轴与电动机轴之间以及减速器的两个输出轴端与车轮轴之间均采用 带浮动轴的半齿联轴器的连接方式。 小车架的设计，采用粗略的计算方法，靠现有资料和经验来进行，采用钢板 冲压成型的型钢来代替原来的焊接横梁。 端梁的设计： 端梁部分在起重机中有着重要的作用，它是承载平移运输的关键部件。端梁 部分是由车轮组合端梁架组成，端梁部分主要有上盖板，腹板和下盖板组成；端 梁是由两段通过连接板和角钢用高强螺栓连接而成。在端梁的内部设有加强筋， 以保证端梁架受载后的稳定性。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传动的方案。 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。 本章主要对箱形桥式起重机进行介绍，确定了其总体方案并进行了一些简单 的分析。箱形双梁桥式起重机具有加工零件少，工艺性好、通用性好及机构安装 检修方便等一系列的优点， 因而在生产中得到广泛采用。 我国在 5 吨到 10 吨的中、 小起重量系列产品中主要采用这种形式，但这种结构形式也存在一些缺点：自重 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 大、易下挠，在设计和制造时必须采取一些措施来防止或者减少。 毕业设计 第二章 大车运行机构的设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 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，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（1 0 . 5 - 3 2 M ）范围均可用分别传动 的方案本设计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 . 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 毕业设计 第二章 大车运行机构的设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 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，占用桥架的一个节间到两个节间的 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 已知数据： 起重机的起重量 Q = 1 0 0 K N ，桥架跨度 L = 1 6 . 5 m ，大车运行速度 Vd c= 9 0 m / m i n ， 工作类型为中级，机构运行持续率为 J C % = 2 5 ，起重机的估计重量 G = 1 6 8 K N ，小车 的重量为 Gx c= 4 0 K N ，桥架采用箱形结构。 计算过程如下： 2 . 2 . 1 确定机构的传动方案 本起重机采用分别传动的方案如图（2- 1） 大车运行机构图（2- 1） 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 选择车轮与轨道，并验算其强度 按照如图所示的重量分布，计算大车的最大轮压和最小轮压： 毕业设计 第二章 大车运行机构的设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 满载时的最大轮压： Pm a x= L eLQ + + 2 Gxc 4 Gxc-G = 5 .16 5 . 15 .16 2 40100 4 40-168 + + = 9 5 . 6 K N 空载时最大轮压： P m a x= L eL + 2 Gxc 4 Gxc-G = 5 .16 5 . 15 .16 2 40 4 40-168 + = 5 0 . 2 K N 空载时最小轮压： P m i n= L e + 2 Gxc 4 Gxc-G = 5 .16 5 . 1 2 40 4 40-168 + = 3 3 . 8 K N 式中的 e 为主钩中心线离端梁的中心线的最小距离 e = 1 . 5 m 载荷率：Q / G = 1 0 0 / 1 6 8 = 0 . 5 9 5 由 1 表 1 9 - 6选择车轮：当运行速度为 Vd c= 6 0 - 9 0 m / m i n ，Q / G = 0 . 5 9 5时工作 类型为中级时，车轮直径 Dc= 5 0 0 m m ，轨道为 P3 8的许用轮压为 1 5 0 K N ，故可用。 1 ）. 疲劳强度的计算 疲劳强度计算时的等效载荷： Qd= 2Q = 0 . 6 * 1 0 0 0 0 0 = 6 0 0 0 0 N 式中 2等效系数，有 1 表 4 - 8 查得 2= 0 . 6 车论的计算轮压： Pj= KC I r Pd = 1 . 0 5 0 . 8 9 7 7 4 5 0 = 7 2 3 8 0 N 式中：Pd车轮的等效轮压 毕业设计 第二章 大车运行机构的设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 Pd= L LQd5 . 1 2 Gxc 4 Gxc-G + + = 5 .16 5 . 15 .16 2 4060 4 40-168 + + = 7 7 4 5 0 N r 载荷变化系数，查 1 表 1 9 - 2 ，当 Qd/ G = 0 . 3 5 7 时，r = 0 . 8 9 Kc 1冲击系数，查 1 表 1 9 - 1 。第一种载荷当运行速度为 V = 1 . 5 m / s时， Kc 1= 1 . 0 5 根据点接触情况计算疲劳接触应力： j= 4 0 0 0 3 2 12 + rDc Pj = 4 0 0 0 3 2 30 1 50 2 72380 + = 1 3 5 5 5 K g / c m 2 j = 1 3 5 5 5 0 N / c m 2 式中 r - 轨顶弧形半径，由 3 附录 2 2 查得 r = 3 0 0 m m ，对于车轮材料 Z G 5 5 I I ， 当 H B 3 2 0 时， j d = 1 6 0 0 0 0 - 2 0 0 0 0 0 N / c m 2 ，因此满足疲劳强度计算。 2 ）. 强度校核 最大轮压的计算： Pj m a x= Kc I IPm a x = 1 . 1 9 5 6 0 0 = 1 0 5 1 6 0 N 式中 Kc I I- 冲击系数，由 3 表 2 - 7 第 I I 类载荷 Kc I I= 1 . 1 按点接触情况进行强度校核的接触应力： j m a x= 3 2 12 max + rDc Pj = 3 2 30 1 50 2 105160 + = 1 5 3 5 3 K g / c m 2 毕业设计 第二章 大车运行机构的设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 j m a x = 1 5 3 5 3 0 N / c m 2 车轮采用 Z G 5 5 I I ， 查 1 表 1 9 - 3 得， H B 3 2 0 时， j = 2 4 0 0 0 0 - 3 0 0 0 0 0 N / c m 2 ， j m a x N , 故所选减速器功率合适。 2 . 2 . 1 0 验算启动不打滑条件 由于起重机室内使用, 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： n = 2 ) 2 ( 60 12 / 1 c q dc D kp d kp t v g G fp + + nz 式中 p1= / max / min pp+ = 3 3 . 8 + 5 0 . 2 = 8 4 K N - - - 主动轮轮压 p2= p1= 8 4 K N - - - - 从动轮轮压 f = 0 . 2 - - - - - 粘着系数( 室内工作) nz防止打滑的安全系数. nz1 . 0 5 1 . 2 毕业设计 第二章 大车运行机构的设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 n = 2 5 . 0 0006. 010845 . 1) 2 14. 0 02. 00006. 0 (1084 7 . 560 56.88 10 10108 .16 2 . 01084 33 3 3 + + = 2 . 9 7 n nz, 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, 而无载小车位于工作着的驱动装置这一边时, 则 n = 2 ) 2 ( 60 12 / 1 c q dc D kp d kp t v g G fp + + nz 式中 p1= / max p= 5 0 . 2 K N - - - - 主动轮轮压 p2= 2 / min p+ / max p = 2 3 3 . 8 + 5 0 . 2 = 1 1 7 . 8 K N - - - 从动轮轮压 / q t- - - 一台电动机工作时空载启动时间 / q t= 24. 4375 705 + 95. 05 .12 5 . 016800 645. 015. 1 2 2 = 1 3 . 4 7 s n = 2 5 . 0 0006. 02 .505 . 1 )07. 002. 00006. 0( 8 .117 47.1360 56.88 10 168 2 . 02 .50 + + = 2 . 9 4 n nz, 故不打滑. 3 . 事故状态 当只有一个驱动装置工作, 而无载小车远离工作着的驱动装置这一边时, 则 毕业设计 第二章 大车运行机构的设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 n = 2 ) 2 ( 60 12 / 1 c q dc D kp d kp t v g G fp + + nz 式中 P1= / min P= 3 3 . 8 K N - - - 主动轮轮压 P2=+ / min p2 / max p= 3 3 . 8 + 2 * 5 0 . 2 = 1 3 4 . 2 K N - - - 从动轮轮压 / q t= 1 3 . 4 7 S 与第( 2 ) 种工况相同 n = 2 5 . 0 0006. 08 .335 . 1 ) 2 14. 0 02. 00006. 0( 2 .134 47.1360 56.88 10 168 2 . 08 .33 + + = 1 . 8 9 故也不会打滑 结论: 根据上述不打滑验算结果可知, 三种工况均不会打滑 2 . 2 . 1 1选择制动器 由1中所述,取制动时间 tz=5s 按空载计算动力矩,令 Q=0,得: Mz= + + 2 0 2 1 2 1 / )( 375 1 i GD GDmc t n M m C z j 式中 / 0 min / 2 )( i Dpp M cmp j = = () 5 .122 95. 05 . 01344336 =- 19.2N m Pp=0.002G=168000 0 . 0 0 2 = 3 3 6 N Pmin=G 2 1 ) 2 ( c D d + 毕业设计 第二章 大车运行机构的设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 = 2 5 . 0 ) 2 14. 0 02. 00006. 0(168000+ =1344N M=2- - - - 制动器台数.两套驱动装置工作 Mz= + +95. 0 5 .12 5 . 0168000 645. 015. 12 5375 705 2 .19 2 1 2 2 =41.2 N m 现选用两台 Y W Z - 2 0 0 / 2 5 的制动器，查 1 表 1 8 - 1 0 其制动力矩 M = 2 0 0 N m ， 为避免打滑，使用时将其制动力矩调制 3 . 5 N m 以下。 2 . 2 . 1 2 选择联轴器 根据传动方案, 每套机构的高速轴和低速轴都采用浮动轴. 1 . 机构高速轴上的计算扭矩： / js M= IIn M= 1 1 0 . 6 1 . 4 = 1 5 4 . 8 N m 式中 MI连轴器的等效力矩. MI= el M 1 = 2 5 5 . 3 = 1 1 0 . 6 N m 1 等效系数 取 1 = 2 查 2 表 2 - 7 Me l= 9 . 7 5 *705 4000 = 5 5 . 3 N m 由 2 表 3 3 - 2 0查的: 电动机 Y 1 6 0 M 1 - 8 , 轴端为圆柱形, d1= 4 8 m m , L = 1 1 0 m m ; 由 2 1 9 - 5查得 Z L Z - 1 6 0 - 1 2 . 5 - i v的减速器, 高速轴端为 d = 3 2 m m , l = 5 8 m m , 故在靠电 机端从由表 2 选联轴器 Z L L2（浮动轴端 d = 4 0 m m ; MI = 6 3 0 N m , ( G D 2 )Z L= 0 . 0 6 3 K g m , 重量 G = 1 2 . 6 K g ） ；在靠近减速器端，由 2 选用两个联轴器 Z L D ，在靠近减速器 端浮动轴端直径为 d = 3 2 m m ; MI = 6 3 0 N m , ( G D 2 )L= 0 . 0 1 5 K g m , 重量 G = 8 . 6 K g . 高速轴上转动零件的飞轮矩之和为： ( G D 2 )Z L+ ( G D 2 )L= 0 . 0 6 3 + 0 . 0 1 5 = 0 . 0 7 8 K g 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： 毕业设计 第二章 大车运行机构的设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 = 0 iMM jsjs = 1 5 4 . 8 1 5 . 7 5 0 . 9 5 = 2 3 1 6 . 2 N m 2 . 2 . 1 3 浮动轴的验算 1 ）. 疲劳强度的计算 低速浮动轴的等效力矩： MI= 1 ?Me l ?i = 1 . 4 5 5 . 3 1 2 . 5 0 . 9 5 = 9 1 9 . 4 N?m 式中 1等效系数，由 2 表 2 - 7 查得 1= 1 . 4 由上节已取得浮动轴端直径 D = 6 0 m m ，故其扭转应力为： 2128 62 . 0 91940 3 = = W MI n N / c m 2 由于浮动轴载荷变化为循环（因为浮动轴在运行过程中正反转矩相同） ，所 以许用扭转应力为： 4 . 192. 1 132001 1 1 = I k nk = 4 9 1 0 N / c m 2 式中，材料用 4 5 号钢，取b= 6 0 0 0 0 N / c m 2 ; s= 3 0 0 0 0 N / c m 2 , 则- 1= 0 . 2 2 b= 0 . 2 2 6 0 0 0 0 = 1 3 2 0 0 N / c m 2 ；s= 0 . 6 s= 0 . 6 3 0 0 0 0 = 1 8 0 0 0 N / c m 2 K = KxKm= 1 . 6 1 . 2 = 1 . 9 2 考虑零件的几何形状表面状况的应力集中系数 Kx= 1 . 6 ，Km= 1 . 2 ，nI= 1 . 4 安 全系数，由 2 表 2 - 2 1 查得n - 1 k 故疲劳强度验算通过。 2 ）. 静强度的计算 计算强度扭矩： Mm a x= 2 ?Me l ?i 毕业设计 第二章 大车运行机构的设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 = 2 . 5 5 5 . 3 1 2 . 5 0 . 9 5 = 1 6 4 1 . 7 N?m 式中 2动力系数，查 2 表 2 - 5 的 2= 2 . 5 扭转应力： = 3 62 . 0 164170 = W MII = 3 8 0 0 N / c m 2 许用扭转剪应力： 12860 4 .1 18000 = II S II n N / c m 2 I I, 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，故高速轴验算省去。 2 . 2 . 1 4 缓冲器的选择 1 . 碰撞时起重机的动能 W动= g Gv 2 2 0 G 带载起重机的重量 G = 1 6 8 0 0 0 + 1 0 0 0 0 0 0 . 1 = 1 7 8 0 0 0 N V0碰撞时的瞬时速度，V0= （0 . 3 0 . 7 ）Vd x g 重力加速度取 1 0 m / s 2 则 W动= () 102 5 . 15 . 0178000 2 2 2 0 = g Gv = 5 0 0 6 . 2 5 N m 2 . 缓冲行程内由运行阻力和制动力消耗的功 W阻= （P摩+ P制）S 毕业设计 第二章 大车运行机构的设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 式中 P摩运行阻力，其最小值为 Pm i n= G f0 m i n= 1 7 8 0 0 0 0 . 0 0 8 = 1 4 2 4 N f0 m i n最小摩擦阻力系数可取 f0 m i n= 0 . 0 0 8 P制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=max 制 a g G = 1 7 8 0 0 0 . 5 5 = 9 7 9 0 N max 制 a= 0 . 5 5 m / s 2 S 缓冲行程取 S = 1 4 0 m m 因此 W阻= （1 4 2 4 + 9 7 9 0 ）0 . 1 4 = 1 5 6 9 . 9 6 N m 3 . 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： n W-W 阻动 缓 = W = 5 0 0 6 . 2 5 - 1 5 6 9 . 9 6 = 3 4 3 6 . 2 9 N m 式中 n 缓冲器的个数 取 n = 1 由 1 表 2 2 - 3 选择弹簧缓冲器弹簧 D = 1 2 0 m m ，d = 3 0 m m 焦作大学机电系毕业设计 第三章 端梁的设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3 . 端梁的设计 3 . 1 端梁的尺寸的确定 3 . 1 . 1 端梁的截面尺寸 1 . 端梁截面尺寸的确定： 上盖板1= 1 0 m m , 中部下盖板1= 1 0 m m 头部下盖板2= 1 2 m m 按照 1 表 1 9 - 4直径为 5 0 0 m m的车轮组尺寸，确定端梁盖板宽度和腹板的 高度时，首先应该配置好支承车轮的截面，其次再确定端梁中间截面的尺寸。配 置的结果，车轮轮缘距上盖板底面为 2 5 m m ; 车轮两侧面距离支承处两下盖板内边 为 1 0 m m ，因此车轮与端梁不容易相碰撞；并且端梁中部下盖板与轨道便的距离 为 5 5 m m 。如图示（3 - 1 ） 端梁的截面尺寸图（3 - 1 ） 3 . 1 . 2 端梁总体的尺寸 大车轮距的确定：K = （ 8 1 5 1 ）L = （ 8 1 5 1 ）1 6 . 5 = 2 . 0 6 3 . 3 m 取 K = 3 3 0 0 端梁的高度 H0= （0 . 4 0 . 6 ）H主 取 H0= 5 0 0 确定端梁的总长度 L = 4 1 0 0 焦作大学机电系毕业设计 第三章 端梁的设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3 . 2 端梁的计算 1 . 计算载荷的确定 设两根主梁对端梁的作用力 Q ( G + P ) m a x相等，则端梁的最大支反力： RA= K aLxc )2(Q 2 P)(Q max + + 式中 K 大车轮距，K = 3 3 0 c m Lx c小车轮距，Lx c= 2 0 0 c m a2传动侧车轮轴线至主梁中心线的距离，取 a2= 7 0 c m P)(Q max Q + = 1 1 4 2 3 7 N 因此 RA= 330 )702200(114237+ = 1 1 7 6 9 9 N 2 . 端梁垂直最大弯矩 端梁在主梁支反力Q PG)( max + 作用下产生的最大弯矩为： Mz m a x= RAa1= 1 1 7 6 9 9 6 0 = 7 . 0 6 1 0 6 N a1导电侧车轮轴线至主梁中心线的距离，a1= 6 0 c m 。 3 . 端梁的水平最大弯矩 1 ）. 端梁因车轮在侧向载荷下产生的最大水平弯矩： Mp max = S a1 式中：S 车轮侧向载荷，S = P ； 侧压系数，由图 2 - 3 查得，= 0 . 0 8 ； P 车轮轮压，即端梁的支反力 P = RA 因此： Mp max = RAa1 = 0 . 0 8 1 1 7 6 9 9 6 0 = 5 6 4 9 5 4 N c m 2 ）. 端梁因小车在起动、制动惯性载荷作用下而产生的最大水平弯矩： Mp max = K aLP xcxg )2( 2 + a1 焦作大学机电系毕业设计 第三章 端梁的设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 式中Pxg小车的惯性载荷：Pxg= 7 1 P1= 3 7 0 0 0 / 7 = 5 2 9 0 N 因此： Mp max =60 330 )702200(5290 + = 3 2 7 0 1 8 N c m 比较M p max 和M p max 两值可知，应该取其中较大值进行强度计算。 4 . 端梁的强度验算 端梁中间截面对水平重心线 X - X 的截面模数： hB h Wx ) 3 ( 1 += =48) 140 3 6 . 048 (+ = 2 3 8 0 . 8 cm 3 端梁中间截面对水平重心线 X - X 的惯性矩： 2 h WI xx = = 2 3 8 0 . 8 2 50 = 5 9 5 2 0 cm 4 端梁中间截面对垂直重心线 Y - Y 的截面模数： bh B Wy ) 3 ( 1 += =4 .27)6 . 048 3 140 (+ 1 1 5 4 . 4 cm 2 端梁中间截面对水平重心线 X - X 的半面积矩： 242 2 1 1 + += h B hh Sx = 2 148 140126 . 048 + += 1 3 2 5 . 6 cm 3 端梁中间截面的最大弯曲应力： W M y p x z W M max max max += = 4 . 1154 564954 8 . 2380 1006 . 7 6 + = 2 9 6 5 + 4 8 9 = 3 4 5 4 N / c m 2 端梁中间截面的剪应力： 焦作大学机电系毕业设计 第三章 端梁的设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2 )( max = + x x PQ I SQ = 6 . 0259520 6 .1325114237 = 2 1 2 0 N / c m 2 端梁支承截面对水平重心线 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 水平重心线距上盖板中线的距离： C1= 2 . 11126 . 07 .122140 )6 . 07 .125 . 0(2 .1112) 5. 07 .125 .0(7 .122 . 1 + + = 5 . 7 4 c m 水平重心线距腹板中线的距离： C2= 5 . 7 4 - 0 . 5 - 0 . 5 1 2 . 7 = - 1 . 1 1 c m 水平重心线距下盖板中线的距离： C3= （1 2 . 7 + 0 . 5 + 0 . 6 ）- 5 . 7 4 = 8 . 0 6 c m 端梁支承截面对水平重心线 X - X 的惯性矩： I x 0 = 12 1 4 0 1 3 + 4 0 1 5 . 7 4 2 + 2 12 1 1 2 . 7 3 0 . 6 + 2 1 2 . 7 0 . 6 1 . 1 1 2 + 2 1 1 1 . 2 3 + 2 1 1 1 . 2 8 . 0 6 2 = 3 2 9 7 c m 4 端梁支承截面对水平重心线 X - X 的最小截面模数： Wx 0 =I x 0 2 1 2 3 +C = 3 2 9 7 6 . 006. 8 1 + = 4 0 6 . 1 c m 3 端梁支承截面水平重心线 X - X 下部半面积矩： S x 0= 2 1 1 1 . 2 8 . 0 6 + （8 . 0 6 - 0 . 6 ）0 . 6 （8 . 0 6 - 0 . 6 ）/ 2 = 2 2 9 . 5 c m 3 焦作大学机电系毕业设计 第三章 端梁的设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 端梁支承截面附近的弯矩： M z= R Ad = 1 1 7 6 9 9 1 4 = 1 6 4 7 7 8 6 N c m 式中 端梁支承截面的弯曲应力： 1 .406 1647786 0 = W M x Z = 4 0 5 7 . 6 N / c m 2 端梁支承截面的剪应力： 6 . 032972 5 .229117699 0 0 = = I SR x x A n = 6 8 2 7 . 4 N / c m 2 端梁支承截面的合成应力： 22 22 4 .682736 .40573 +=+= = 1 2 5 0 1 . 5 N / c m 2 端梁材料的许用应力： dI I= ( 0 . 8 0 0 . 8 5 ) I I = ( 0 . 8 0 0 . 8 5 ) 1 6 0 0 0 = 1 2 8 0 0 1 3 6 0 0 N / c m 2 dI I= ( 0 . 8 0 0 . 8 5 ) I I = ( 0 . 8 0 0 . 8 5 ) 9 5 0 0 = 7 6 0 0 8 0 7 0 N / c m 2 验算强度结果，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 . 3 主要焊缝的计算 3 . 3 . 1 端梁端部上翼缘焊缝 端梁支承截面上盖板对水平重心线 X - X 的截面积矩： S 1= 4 0 1 5 . 7 4 = 2 2 9 . 6 c m 3 端梁上盖板翼缘焊缝的剪应力： 焦作大学机电系毕业设计 第三章 端梁的设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 6 . 07 . 032974 6 .229117699 7 . 0 0 1 2 = = hIn SR f x A = 4 8 7 8 . 8 N / c m 2 式中 n1上盖板翼缘焊缝数； hf焊肉的高度，取 hf= 0 . 6 c m 3 . 3 . 2 下盖板翼缘焊缝的剪应力验算 端梁支承截面下盖板对水平重心线 X - X 的面积矩： S 1= 2 1 2 1 . 2 8 . 0 6 = 2 3 2 . 1 2 8 c m 3 端梁下盖板翼缘焊缝的剪应力： 6 . 07 . 032974 128.232117699 7 . 0 0 2 2 2 = = hI n SR fx A = 4 9 2 9 . 8 N / c m 2 由 1 表 查得 = 9 5 0 0 N / c m 2 ，因此焊缝计算应力满足要求。 焦作大学机电系毕业设计 第三章 端梁的设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 焦作大学机电系毕业设计 第四章 端梁接头的设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 4 端梁接头的设计 4 . 1 端梁接头的确定及计算 端梁的安装接头设计在端梁的中部，根据端梁轮距 K 大小，则端梁有一个安 装接头。 端梁的街头的上盖板和腹板焊有角钢做的连接法兰， 下盖板的接头用连接板 和受剪切的螺栓连接。顶部的角钢是顶紧的，其连接螺栓基本不受力。同时在下 盖板与连接板钻孔是应该同时钻孔。 如下图为接头的安装图 下盖板与连接板的连接采用 M 1 8 的螺栓， 而角钢与腹板和上盖板的连接采用 M 1 6 的螺栓。 （a ） 焦作大学机电系毕业设计 第四章 端梁接头的设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 连接板和角钢连接图 4 - 1 ( b ) 4 . 1 . 1 腹板和下盖板螺栓受力计算 1 . 腹板最下一排螺栓受力最大，每个螺栓所受的拉力为： N拉= = + 2 1 22 1 2 1 2 0 2 0 4)(2 5 . 2 )( n i i aabHn d dHn MbH = )45115185(4)250500(12 16 18 5 . 2 50012 1006. 7)65500( 2222 2 22 7 + = 1 2 5 0 0 N 2 . 下腹板每个螺栓所受的剪力相等，其值为： N剪= 1 2 1 2 0 5 . 2)( N d d bH H =12500 16 18 5 . 2)65500( 500 2 2 = 7 2 0 0 N 式中 n0下盖板一端总受剪面数；n0= 1 2 N剪 下盖板一个螺栓受剪面所受的剪力： 焦作大学机电系毕业设计 第四章 端梁接头的设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 n 一侧腹板受拉螺栓总数；n = 1 2 d1腹板上连接螺栓的直径（静截面） d0下腹板连接螺栓的直径；d1= 1 6 m m H 梁高；H = 5 0 0 m m M 连接处的垂直弯矩；M = 7 . 0 6 1 0 6 其余的尺寸如图示 4 . 1 . 2 上盖板和腹板角钢的连接焊缝受力计算 1 . 上盖板角钢连接焊缝受剪，其值为： Q = 拉 N d d bH Hn bH abHn )(5 . 2 )(2 2 1 2 00 1 + =12500 16 18 )65500(5 . 2 50012 65500 25012 2 2 + = 1 7 2 5 0 0 N 2 . 腹板角钢的连接焊缝同时受拉和受弯，其值分别为： N腹= 拉 N bH abHn )( 1 =12500 65500 )18565500(6 = 4 3 1 0 0 N 焦作大学机电系毕业设计 第四章 端梁接头的设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 M腹= 拉 N bH a n i i = 2 1 2 2 =12500 65500 )45115185(2 222 + = 2 8 4 3 0 0 0 N m m 4 . 2 计算螺栓和焊缝的强度 4 . 2 . 1 螺栓的强度校核 1 . 精制螺栓的许用抗剪承载力： N剪 = 4 2 dn 剪 = 4 135008 . 114 . 3 3 2 = 1 0 3 0 0 7 . 7 N 2 . 螺栓的许用抗拉承载力 N拉 = 4 2 d = 4 135006 . 114 . 3 2 = 2 7 1 2 9 . 6 N 式中 = 1 3 5 0 0 N / c m 2 = 1 3 5 0 0 N / c m 2 由 1 表 2 5 - 5 查得 由于 N拉 N拉 , N剪 N剪 则有所选的螺栓符合强度要求 4 . 2 . 2 焊缝的强度校核 1 . 对腹板由弯矩 M 产生的焊缝最大剪应力： M= I Mb 2 = 4 .3952 43284300 = 1 5 4 5 8 . 7 N / c m 2 式中I ) 6 43 7( 2 436 . 0 ) 6 ( 2 22 + =+ h l hb = 3 9 5 . 4 焊缝的惯性矩 其余尺寸见图 焦作大学机电系毕业设计 第四章 端梁接头的设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2 . 由剪力 Q 产生的焊缝剪应力： Q= bh Q = 6 . 043 114237 = 4 4 2 7 . 7 N / c m 2 折算剪应力： = 22 QM += 22 7 .44277 .15458+ = 1 6 0 7 9 . 6 N / c m 2 = 1 7 0 0 0 N / c m 2 由 1 表 2 5 - 3 查得 式中 h 焊缝的计算厚度取 h = 6 m m 3 . 对上角钢的焊缝 = lh N 2 = 6 . 072 8 .1776 = 2 1 1 . 5 N / c m 2 由上计算符合要求。 焦作大学机电系毕业设计 第五章 焊接工艺设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 5 焊接工艺设计 对桥式起重机来说，其桥架结构主要是由很多钢板通过焊接的方法连接在一起， 焊接的工艺的正确与否直接影响桥式起重机的力学性能和寿命。 角焊缝常用的确定焊角高度的方法 5 - 1 角焊缝最小厚度为： a 0 . 3 m a x + 1 m a x为焊接件的较大厚度，但焊缝最小厚度不小于 4 m m ，当焊接件的厚度小于 4 m m 时，焊缝厚度与焊接件的厚度相同。 角焊缝的厚度还不应该大于较薄焊接件的厚度的 1 . 2 倍，即: a 1 . 2 m i n 按照