毕业设计（论文）-QD10t-22.5m箱型双梁桥式起重机主梁及端梁设计.doc

全套图纸加153893706设计项目计算与说明结果1.2.1桥式起重机的定义及组成 1.2.2类型1.2.3桥式起重机的特点1.4.1桥架1.4.2大车运行机构1.4.3起重小车1.4.4司机室 1.5.1模块化和组合化1.5.2轻型化和多样化1.5.3自动化和智能化1.5.4成套化和系统化1.5.5新型化和实用化2.5.1起升系统的传动原理2.5.2起重小车运行系统的传动原理2.5.3大车运行系统的传动原理2.6.1额定起重量2.6.2起升高度2.6.3跨度与轨距2.6.4机构工作速度2.6.5额定生产率2.7.1起重机利用等级2.7.2起重机载荷状态2.7.3起重机整机工作级别2.8.1自重载荷2.8.2起升载荷3.3.1固定载荷及其最大弯矩的计算3.3.2活动载荷及弯矩的计算3.3.3水平惯性载荷3.4.1跨中主梁法向应力3.4.2跨端主梁腹板的剪应力3.5.1主梁的静刚度3.5.2主梁的动刚度3.6.1腹板局部稳定性计算3.6.2横向加劲板的设计3.6.3纵向加劲板的设计3.9.1加劲板端部表面挤压应力计算3.9.2小加劲板的弯曲计算4.1.1端梁支撑反力与计算支反力4.1.2固定载荷作用下主梁支反力与计算支反力4.1.3活动载荷作用下端梁支反力和计算支反力4.1.4固定载荷作用下端梁支反力和计算支反力4.1.5活动载荷作用下端梁的弯矩和计算弯矩4.1.6固定载荷作用下端梁的弯矩和计算弯矩4.1.7端梁支反力、计算支反力、弯矩、计算弯矩和水平方向弯矩4.1.8车轮支撑处的计算弯矩4.2.1中间断面系数4.2.2端部支撑处断面系数4.3.1中间断面应力4.3.2端部支撑处断面应力4.3.3翼缘焊缝的计算4.4.1腹板螺栓受力计算4.4.2腹板连接角钢焊缝计算4.4.3计算腹板角钢的连接焊缝所受的拉力和弯矩4.4.4计算焊缝强度4.4.5上翼缘板角钢焊缝计算5.2.1计算轮压，选择车轮与轨道5.2.2验算接触疲劳强度5.3.1运行阻力的计算5.3.2选择电动机确定减速器5.3.3起动时间与起动平均加速度的验算5.3.4电动机发热验算5.3.5起动时不打滑验算5.4.1确定容许制动减速度5.4.2按空载计算制动力矩5.4.3换算到制动轴上的空载运行静阻力矩5.4.4计算制动器制动力矩5.4.5计算空载制动的最小制动路程5.4.6计算满载制动减速度5.4.7满载制动的制动路程5.5.1电动机最大起动力矩5.5.2制动器的制动力矩5.5.3打滑力矩5.5.4减速器的输入扭矩5.5.5减速器的输出扭矩5.6.1高速轴计算转矩5.6.2低速轴计算转矩5.7.1 车轮的计算轮压5.7.2 车轮踏面接触应力的计算5.8.1疲劳计算5.8.2强度计算第1章 前言1.1 起重机的基础知识起重机是从事起吊、空中搬运的一种设备。在上古时期，人类还没有创造出所谓的工具，只能靠自己的力量去搬运捕获物。单靠个人的力量搬不动的重物，在很长的一个时期只能靠几个人一起来搬运。对于无论个人的力量怎样合起来都无法搬动的重物，人们终于发明了撬杠、绳索、滚子和滑轮等工具。到了今天，利用滚子特性的搬运装置有输送带，而在滑轮、绳索和卷筒发展的基础上出现了起重机。按用途分类：工业起重机、建筑业起重机等。按结构形式分类：桥式起重机（包括冶金起重机）、门式起重机、装卸桥、缆索起重机、塔式起重机、门座起重机、汽车起重机、轮胎起重机、铁路起重机、履带起重机、浮式起重机、桅杆起重机、船用起重机等。其中，桥式起重机是机械制造工业和冶金工业用得最广泛的一种起重机机械。1.2 桥式起重机的基础知识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。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，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、厂房、码头和露天贮料场等处。取物装置悬挂在可沿桥架运行的起重小车或运行式葫芦上的起重机，称为“桥架型起重机”；桥架两端通过运行装置直接支撑在高架轨道上的桥架型起重机，称为“桥式起重机”。桥架式起重机由机械部分、金属结构和电气部分组成。1.机械部分：机械部分由起升机构、小车运行机构和大车运行机构等三大工作机构组成。起升机构连同悬挂取物装置固定在起重小车上，用来升降吊物；小车运行机构驱动起重小车沿主梁运行；大车运行机构驱动起重机整机在建筑物高架结构的轨道上运行。三大机构在三维坐标上的组合运动完成物料搬运作业任务。 2.电气部分:电气部分包括电气设备和控制线路，适应起重机频繁启制动、换向、负载无规律和过载。冲击的工作特点，一些主要电气设备采用起重机专用设备。 3.金属结构:金属结构的作用是将起重机各组成部分连接成一个有机整体，承受吊物和起重机自身质量的重力。主要由主梁、端梁、支腿、栏杆走台、司机室等组成。桥式起重机的种类很多，按其主梁的数量，可分为单梁的和双梁的两大类。其中单梁的，有用按钮站操纵的和用人驾驶的之分。电动的双梁桥式起重机用通用、锻造和铸造等各种类型。1.桥式通用起重机的类型通用桥式起重机是指在一般环境中工作的普通用途的桥式起重机(见标准GB/T14405-93)。以下类型的起重机都属于通用桥式起重机。1）通用吊钩桥式起重机通用吊钩桥式起重机由金属结构、大车运行机构、小车运行机构、起升机构、电气控制系统及司机室组成。取物装置为吊钩。额定起重量为10t以下的多为1个起升机构；16t以上的则多为主、副两个起升机构。这类起重机能在多种作业环境中装卸和搬运物料及设备。2）抓斗桥式起重机抓斗桥式起重机的装置为抓斗，以钢丝绳分别联系抓斗起升、起升机构、开闭机构。主要用于散货、废旧钢铁、木材等的装卸、吊运作业。这种起重机除了起升闭合机构以外，其结构部件等与通用吊钩桥式起重机相同。3）电磁桥式起重机电磁桥式起重机的基本构造与吊钩桥式起重机相同，不同的是吊钩上挂1个直流起重电磁铁(又称为电磁吸盘)，用来吊运具有导磁性的黑色金属及其制品。通常是经过设在桥架走台上电动发电机组或装在司机室内的可控硅直流箱将交流电源变为直流电源，然后再通过设在小车架上的专用电缆卷筒，将直流电源用挠性电缆送到起重电磁铁上。4）两用桥式起重机两用桥式起重机有3种类型：抓斗吊钩桥式起重机、电磁吊钩桥式起重机和抓斗电磁桥式起重机。其特点是在一台小车上设有两套各处独立的起升机构，一套为抓斗用，一套为吊钩用(或一套为电磁吸盘用一套为吊钩用，或一套为抓斗用一套为电磁吸盘用)。5）三用桥式起重机三用桥式起重机是一种多用的起重机。其基本构造与电磁桥式起重机相同。根据需要可以用吊钩吊运重物，也可以在吊钩上挂一个马达抓斗装卸物料，还可以把抓斗卸下来再挂上电磁盘吊运黑色金属，故称为三用桥式(可换)起重机。抓斗靠交流电源工作，电磁盘靠直流电源工作。因此，该机型必须同电磁桥式起重机一样，设置电动发电机组或可控硅直流电源箱。这种起重机适用于经常变换取物装置的物料场所。6）双小车桥式起重机这种起重机与吊钩桥式起重机基本相同，只是在桥架上装有两台起重量相同的小车。这种机型用于吊运与装卸长形物件。2.电动葫芦型桥式起重机其特点是桥式起重机的起重小车用自行式电动葫芦代替，或者用固定式电动葫芦作起重小车的起升机构，小车运行、大车运行等机构的传动装置也尽量与电动葫芦部件通用化。因此，与上述通用桥式起重机相比，电动葫芦型桥式起重机虽然一般起重量较小、工作速度较慢、工作级别较低，但其自重轻、能耗较小、易采用标准产品电动葫芦配套，对厂房建筑压力负载较小，建筑和使用经济性都较好。因此在中小起重量范围的一般使用场合使用越来越广泛，甚至有替代某些通用桥式起重机的趋势。1）电动梁式起重机其特点是用自行式电动葫芦替代通用桥式起重机的起重小车，用电动葫芦的运行小车在单根主梁的工字钢下翼缘上运行，跨度小时直接用工字钢作主梁，跨度大时可在主梁工字钢的上面再作水平加强，形成组合断面主梁。其主梁可以是单根主梁(电动单梁式起重机)，也可以是两根主梁(电动双梁式起重机)，其桥架可以是像通用桥式起重机那样通过运行装置直接支撑在高架轨道上，也可以通过运行装置悬挂在房顶下面的架空轨道上(悬挂式)。2）电动葫芦桥式起重机其特点是采用固定式电动葫芦装在小车上作起升机构，小车运行机构也多采用电动葫芦零部件作成简单的构造形式，小车也极为简便轻巧，其整体高度小，小车及桥架自重轻、重心低、有很广泛的使用适应性4。3.桥式冶金起重机的类型这种类型的起重机是专用起重机的一个方面。主要是用来完成黑色金属的冶炼和成形工作的，是冶金工业上不可缺少的调运工具。常用的有以下几种类型：1)锻造起重机锻造起重机是在锻锤或水压机的锻制过程中进行调运和翻转锻件的，其目的是使工件达到预想的形状。它是一种专用起重机。它的桥架有主副之分，并且有主副两台小车，每台小车都在各自的轨道上行走。主副小车的速度基本一致，这样就便于两台小车同时协调的工作。有主小车上设有翻料机，用于锻制过程中的翻转工件。主钩横梁上设有销子，用来防止吊钩自由旋转。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。桥式起重机的特点在于：既不占地面面积，有不妨碍地面的作业，而且以较少的物资材料和极为稳定的形态把建筑物内各处都当作可能的作业范围，进行高速、高效的服务，可以在起升高度和大、小车轨道所允许的空间内负担任意位置的吊运工作。此外，桥式起重机容易以廉价实现借助控制盘和操纵盘进行自动操纵、或半自动操纵、内装电脑的程序操纵。设置在室内的起重机中，桥式起重机约占90%。1.3桥式起重机的一般构造桥式起重机的构造：沿建筑物较长方向的两壁设置的承轨梁，在梁上铺设大车运行轨道，将装有4个车轮（载荷大时装有6个或8个车轮）的桥架跨在轨道上；装有起升机构和运行机构的电动小车在桥架上运行。大车轨道中心间到距离成为跨距，在该轨道上运行的动作成为大车运行。在桥架的中心或两端装有大车运行电动机，从电动机的水平轴引出动力，驱动半数的车轮。起升、小车运行及大车运行的速度，按工况和起重量的大小适当选定。一般来说，在起重量小和使用频繁时，速度较高。小车运行速度同大车运行速度相比低很多。原因是小车运行距离接近建筑物的宽度，它不会太长，一般小于40cm，而大车沿建筑物长度方向运行，所以多数运行距离都是相当长的。小型和低速的起重机，多数在地面上用按钮进行操纵，而大型的高速的起重机，几乎都坐在驾驶室进行操作。起重量5t以下的起重机，多半用带有电动运行机构的电葫芦代替电动小车。最近已有30t级的电葫芦作为标准产品在市场上销售。当起重量超过20t时，一般起升速度比较低，只用单一的起升机构长时间处理小件货物效率很低。因此，在这种起重机上，一般并设一个副起升机构。副起升也设在小车上，但不用主起升电动机，而用独立的电动机进行驱动，工作速度比较高。起重量较小的起重机主梁，用工字梁或宽翼缘工字钢作为主要构件，而大型起重机的主梁，多数采用单腹板梁、箱形梁等焊接结构。在主梁两侧社有轻型水平梁，成为副梁。它通过水平构件同主梁一起构成一个水平框架，这对因主梁在大车运行时产生的惯性力所引起的水平载荷，是一个十分坚固的结构。此外，主副梁之间布置大车运行驱动电动机、与其相的减速机构、传动轴、轴承等。在它们的上方铺设走台板，设置立栏杆，以便检修人员行走。对箱形结构或壳体结构的主梁来说，因为水平抗弯刚度大，所以多数都不带副梁。小车是用型钢和钢板制成一个构架，在上面设有主副起升用电动机、支持货物用制动器及和它们相联的减速齿轮机构，通过该机构驱动卷筒旋转。必要时，在该机构上还设速度制动器，它经过齿轮减速降低速度并驱动车轮旋转，使小车运行。从各个卷筒各引出两条钢丝绳，挂上吊钩滑轮组，带动货物进行升降。乘坐驾驶式起重机，在主梁的一侧设有箱形驾驶室，其中装设配电盘、控制器等，司机坐在室内进行操作。1.4起重机各部分的功能及动作原理箱型双梁桥式起重机有一个由两根箱型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件。它适用于机械加工和装配车间、仓库和料场等场合。它的主要组成部分由小车（起升机构、小车运行机构和小车架）、桥架（主梁和端梁）、大车运行机构和电气设备等。桥架是由两个主梁和两根端梁及走台和护栏等零部件组成。此次设计其结构形式为箱形。箱形结构的主梁，是由钢板来先加以预应力，并使之产生一定的上拱度然后焊接而成的。主梁是承担小车重量和外载荷的，因此必须有足够的强度，刚度和稳定性，以保证在额定载荷作用下，其主梁的弹性下挠值在允许的范围内，以及运行时不发生变形。此外，为了不使主梁过早的出现下挠，主梁应具有一定的上挠度，以此来抵消工作中主梁所产生的下挠和减轻小车的爬坡，下滑及保障大车运行机构的传动性能。主梁跨度22.5m ,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缝，腹板的下边和下盖板硬做成抛物线形。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。大车运行机构的作用是驱动大车的车轮转动并使车轮沿着起重机轨道作水平方向的运动。它包括电动机，制动器，减速器，联轴器，传动轴，角型轴承箱和车轮等零部件。车轮又是通过角型轴承箱，端梁和主梁，支承着起重机自身的重量及其全部外载荷的。本次设计的驱动方式为分别驱动，即由两套各自独立的驱动装置，来驱动桥架两边主动车轮的转动。大车运行机构按传动形式不同分为集中驱动和分别驱动两类。当起重机跨度小于16.5m时，可以采用集中驱动或分别驱动；跨度大于16.5m时，一律采用分别驱动。大车运行机构采用双轮缘车轮，驱动力靠主动车轮轮压与轨道之间的摩擦产生的附着力因此，必须要进行主动轮的打滑验算，以确保足够的驱动力。 大车运行机构的安全装置有行程限位开关、缓冲器和轨道端部止挡。室外起重机必须 配备夹轨器、扫轨板和支承架，以及暴露的活动零部件防护罩。起重小车是由小车架，起升机构和小车运行机构组成。起升机构是用来升降重物的，是起重机的重要组成部分。起重小车的运行机构承担着重物的横向运动。起重小车架按其制造方式分为铸钢和焊接两种。起重小车架上面装设起重机的起升机构和小车的运行机构，还承担着所有外加载荷。它也是由主梁和端梁组成的。沿小车轨道的方向的梁，称为主梁，是箱行结构的，小车车轮即安装在此梁下面。与小车轨道相垂直的梁，称为端梁。主梁与端梁连接的地方，在主梁内设有隔板。此外，小车架上还设有安全保护装置，如安全压尺，缓冲器，排障板和护栏等。小车运行机构为多集中驱动自行式结构，由电动机、减速机、联轴器和传动轴、制动器。车轮组和轨道，以及安全装置等组成。由于运行轨距较小，使用单轮线车轮，方钢或扁钢形状的钢轨直接铺设在金属结构上。采用立式减速机将驱动部分和行走车轮布置在起重小车上下两个层面上。小车安全装置有行程限位开关、缓冲器和轨道端部止挡，防止小车超行程运行脱轨。司机室是起重机操作者工作的地方。里面设有操纵起重机的设备，保护装置和照明设备。桥式起重机的运动由大车的纵向,小车的横向及吊钩的上下运动组成起升机构是由电动机发出,经齿轮连轴器,将动力传递给减速器的高速轴端,并经减速器把电动机的高转数降低到所需要的转数之后,由减速器低速轴输出,经卷筒上的内齿圈,把动力传递给卷筒组,再通过钢丝绳和滑轮组进行升降.起重小车运行系统的传动为:由电动机发出,经制动轮联轴器,补偿轴和半齿联轴器,将动力传递给立式三级减速器的高速轴端,并经立式三级减速器的高速轴端,把电动机的高转数降低到所需要的转数之后,再由低速轴端输出,又通过半齿联轴器,补偿轴, 半齿联轴器与小车主动车轮轴联接,从而带动了小车主动车轮的旋转,完成小车的横向运送重物的目的.大车运行系统动力由电动机发出,经制动轮联轴器,补偿轴和半齿联轴器将动力传递给大车的主动车轮组,从而带动了大车主动车轮的旋转,完成桥架纵向吊运重物的目的,大车的两端驱动机构是一样的4。1.5 桥式起重机的发展趋势桥式起重机在国内外的研究状况和发展趋势:由于工业生产规模不断扩大，生产效率日益提高，以及产品生产过程中物料卸载运费所占比例逐渐增加，促使大型或高速起重机的需求量不断增长。桥式起重机是各种工程建设中不可缺少的设备，它对减轻劳动强度，节省人力，降低建设成本，提高施工质量，加快建设速度，实现工程施工机械化起着十分重要的作用。下面我们介绍一下国内外桥式起重机发展具体表现。用模块化设计代替传统的整机设计方法，将起重机上功能基本相同的构件、部件和零件制成有多用途，有相同联接要素和可互换的标准模块，通过不同模块的的相互组合，形成不同类型和规格的起重机。可使单件小批量生产的起重机改换成具有相当批量的模块生产，实现高效率的专业生产。企业的生产组织可由产品管理变为模块管理，达到改善整机性能，降低制造成本，提高通用化程度，得到多系列的产品，充分满足用户需求。目前，德国、英国、法国、美国和日本的著名起重机公司都已采用起重机模块化设计，并取得了显著的效益。德国德马格公司的标准起重机系列改用模块化设计后，比单件设计的设计费用下降12%，生产成本下降45%，经济效益十分可观。有相当批量的起重机是在通用的场合使用，工作并不很繁重。这类起重机批量很大、用广，考虑综合效益，要求起重机尽量降低外形高度，简化结构，减小自重和轮压，也可以使整个建筑物高度下降，建筑结构轻型化，降低造价。因此电动葫芦桥式起重机和梁式起重机会有更快的发展，并将大部分取代中小吨位的一般用途桥式起重机。起重机的更新和发展，在很大程度上取决于电气传动与控制的改进。将机械技术和电子技术相结合，将先进的计算机技术、微电子应用到机械的驱动和控制系统，实现起重机的自动化和智能化。其电气控制装置已发展为全电子数字化控制系统，主要由全数字化控制驱动装置、可编程序控制器、故障诊断及数据管理系统、数字化操纵给定检测等设备组成。在起重机单机自动化的基础上，通过计算机把各种起重运输机械组成一个物料搬运集成系统，通过中央控制室的控制，与生产设备有机结合，与生产系统协调配合。这类起重机自动化程度高，具有信息处理功能，可将传感器检测出来的各种信息实施存储、运算、逻辑判断、变换等处理加工，进而向执行机构发出控制指令。这种起重机还有较好的信息输入、输出接口，实现信息全部、准确、可靠地在整个物料搬运集成系统中的传输。结构方面采用薄壁型材和异形钢、减少结构的拼接焊缝，提高抗疲劳性能。采用各种高强度低合金钢新材料，提高承载能力，改善受力条件，减轻自重和增加外形美观。 在机构方面进一步开发新型传动零部件，简化结构。“三合一”运行机构是当今世界轻、中级起重机运行机构的主流，将电动机、减速器和制动器合为一体，具有结构紧凑、轻巧美观、拆装方便、调整简单、运行平稳、配套范围大等优点，国外一广泛应用到各种起重机运行机构上。在电控方面开发性能好、成本低、可靠性高的调速系统和电控系统，发展半自动和全自动操纵。采用机电仪液一体化技术，提高使用性能和可靠性，增加起重机的功能。今后会更加注重起重机的安全性，研制新型安全保护，装置。德国近年为解决起重机吊钩的防摆控制，开发了模糊逻辑电路的控制技术，用神经信息和模糊技术寻找开始加速的最佳时刻，将有经验司机防摆实际操作的数据输入系统，实现最优控制，取得了更高的效率和安全性。第2章 总体设计2.1 概述总体设计是机械设计中非常关键的环节，它是对所设计的机械的总的设想，总体设计的成败，关系到整部机械的经济技术指标，直接决定了机械设计的成败。总体设计指导机构设计和部件设计的进行，一般由主任工程师（或总工程师）主持进行。在接受设计任务以后，应进行深入细致的调查研究，收集国内外同类机械的有关资料，了解其使用、生产、设计和科研情况，并进行分析和比较，制定总的设计原则，设计原则应当保证所设计机型符号有关的方针、政策，在满足使用要求的基础上，力求结构合理、技术先进、经济性好、寿命长。总体设计应遵循以下原则：1.遵循“三化”原则：零件标准化，产品系列化，部件通用化。2.采用“四新”原则：新技术，新工艺，新结构，新材料。3.满足“三好”原则：好造，好用，好修。好造,即具有良好的工艺性，制造简单；好用，即具有良好的使用性能，表现为生产率高,操作轻便，机动灵活，安全而且耐用可靠；好修，即一旦发生故障，易于拆卸，维修护理方便。4.对部件设计和零件设计负责的原则。把各部件的设计制造特点作为部件和零件指导性文件，必须为零部件的设计人员创造方便条件，而零部件设计必须满足总体设计提出的工作条、尺寸、性能参数等方面的要求。制定设计总则以后，便可以编写设计任务书。在调研的基础上，运用所学的知识，从优选择，确定总体参数，保证设计的成功。 2.2 设计任务箱形双梁桥式起重机主要组成部分有小车（主、副起升机构、小车运行机构和小车架）、桥架（主梁、端梁）、大车运行机构和电气设备等。本设计要求对箱形双梁桥式起重机做总体设计，对主梁、端梁、大车运行机构进行设计。原始数据：1.主钩额定起重量：10000kg 2.跨度：L=22.5m 3.工作级别：A5 4.起重机利用等级：U5 5.起升高度：12 m 6.工作速度：主起升速度：v=8m/min 小车运行速度：v=40m/min 大车运行速度：v=90m/min 7.小车轨距：2m 8.大车走轮：4只，其中2只为驱动轮技术要求：1.主梁应有上拱，跨中上拱度应为（0.9/1000-1.4/1000）S（S为跨度）；且最大上拱度应控制在跨中S/10的范围内。2.主梁在水平方向产生的弯曲应不大于S1/2000（S1位为两端始于第一块大筋板的实测长度）；3.箱形梁上冀缘板的水平偏斜值应不大于B/200（B为上冀缘板的宽度）； 4.箱形梁腹板的垂直偏斜值应不大于H/200（H为腹板高度）。2.3 设计目的毕业设计是工科大学生完成学业中最重要的实践环节，是将在大学学到的理论知识系统化、条理化、实用化最关键的一环。通过本毕业设计培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能，提高分析与解决实际问题的能力；较复杂工程计算的工作能力；计算机绘图的工程图绘制能力。掌握一般机械机构的设计思路、方法和步骤，掌握常用工程材料的性能和选配能力。尽快完成学生到工程技术人员的过渡。2.4主梁为桁架结构与箱形结构的比较主梁采用桁架形式，大车传动机构采用开始齿轮传动结构，大车车轮采用滑动轴承支撑在两端梁的下面，制动装置采取短行程和长行程交流电磁铁瓦块式制动器，传动轴相互之间采用弹性联轴器或刚性联轴器进行连接，主要的传动零件都不进行热处理，如车轮，齿轮和传动轴，各机构都是单件形式进行装配的，如车轮采用滑动轴承，减速装置采用开始齿轮等，组合精度比较低。此类起重机为过去的产品，由于种种原因，现已不生产。主梁采用箱形板梁结构，变速装置采用减速器，所有车轮部分的支撑，都采用滚动轴承，制动装置增添了液压推杆瓦块式制动器和液压电磁瓦块式制动器，主要传动零件，如车轮，齿轮，齿轮轴等，均采用较好的钢材并进行热处理；尽可能采用组合机构进行装配，如角型轴承箱和减速器等，因此提高了装配精度，传动轴之间的联接采用半齿联轴器和全齿联轴器的结构形式。由以上两种类型起重机的比较，考虑到起重量，零件耐用性，效率以及“三化”，国际化的趋势，所以选用第二类桥式起重机。即箱式双梁桥式起重机。2.5传动方案的比较箱式双梁桥式起重机主要组成部分有小车（主，副起升机构，小车运行机构和小车架），桥架（主梁，端梁，走台和护栏等），大车运行机构和司机室（操纵机构和电器设备等）等部分组成。桥式起重机的运动，是由大车的纵向，小车的横向及吊钩的上下三种运动组成的。有时是单一的运动，有时是合成的动作。它们都有各自的传动机构来保证其运动形式的实现。起升机构的动力来源，是由电动机发生，经齿轮联轴器，补偿轴，制动轴联轴器，将动力传递给减速器的高速轴端，最终减速器把电动机的高转数降低到所需的转数之后，由减速器低速轴输出经卷筒上的内齿圈，把动力传递给卷筒组，再经过钢丝绳和滑轮组使吊钩进行升降，从而完成升降重物的目的。原有的双梁桥式专用起重机，其小车起升机构是由两个电机分别驱动的双吊钩起吊的，这样就难以避免两个电机不同步的问题，这也势必造成两个吊钩的不同步，从而造成重物倾斜、晃动等一系列使用问题，这使得原起重机无法用于平衡起升作业。通过设计和改进，欲采用由一个电机驱动的集中驱动方式，即改分别驱动为集中驱动！两个吊钩由同一个电机同时驱动，这样就可以很好的解决不同步问题，从而实现理想的起升效果。同时降低了整机的高度，精简了结构，节省了空间，在一定程度上降低了生产成本。动力由电动机发出，经制动轮联轴器，补偿轴和半齿联轴器，将动力传递给立式三级减速器的高速轴端，并经立式三级减速器把电动机的高转数降低到所需要的转数之后，再由低速轴端输出，又通过半齿联轴器补偿轴，半齿联轴器与小车主动车轮轴联接，从而带动了小车主动轮的旋转，完成小车的横向运送重物的目的。动力由电动机发出，经制动轮联轴器，补偿轴和半齿联轴器将动力传递给减速器的高速轴端，并经减速器把电动机的高转数降低到所需要的转数之后，由低速轴传出，又经全齿联轴器把动力传递给大车的主动车轮组，从而带动了大车主动车轮的旋转，完成桥架纵行吊运重物的目的。大车两端的驱动机构是一样的。原有双梁桥式专用起重机的大车运行机构机构是由四个电机驱动的，电机较多，机构比较繁杂，这给安装和维修带来了许多不便，同时也提高了生产成本，改进后只在两梁的两侧分别安装一个电机，适当提高电机功率，由两对主、被动车轮组成。在不影响行走性能的前提下，精简了机构，减少了故障率，易于安装维修，电机的减少有效地降低了成本。2.6 基本参数的选择起重机正常工作时允许一次起升的最大质量称为额定起重量，单位为吨（t）或千克，常用符号Q、P或CP等表示。当额定起重量不只一个时，通常称额定起重量为最大起重量，或简称起重量。工厂实际应用基本要求额定起重量为4t，考虑起重机的载荷效率和疲劳强度，最大起重量系列的国际标准得：额定起重量Q=10t。起升高度是指从地面或轨道顶面至取物装置最高位置的铅垂距离（吊钩的钩环中心），单位为米。考虑起重机的作业要求和客户要求，确定起升高度为：H=12m桥式起重机大车运行轨道中心线之间的水平距离称为跨度（L），小车运行轨道中心线之间的水平距离称为轨距(l)。桥式起重机的跨度小于厂房跨度，根据厂房结构图选定跨度为：L=22.5 m。根据整机的结构尺寸及马厂长多年的实际经验初选轨距为：l=2m。起重机机构工作速度根据作业要求而定。考虑到起重机的频繁使用、起重量的大小和起升高度及客户的要求，起升速度如下；额定运行速度是指运行机构电动机在额定转速时取物装置从最大幅度到最小幅度的平均线速度（m/min），也可用从最大幅度到最小幅度所需的变幅时间（s）表示。考虑起重机的实际使用情况，得出各机构的工作速度如下：起升机构：V1=8m/min大车运行机构：V2=90m/min小车运行机构：V3=40m/min 起重机在一定作业条件下，单位时间内完成的物品作业量叫生产率。 生产率：P=3600Qe/Te60 （2.1）参考书【1】式1-1-3式中 Qe起重量，Qe=10t；Te作业循环周期，Te=（12/9619/488/15）60180=244s。 P=360010/24460=88.5t/h2.7起重机的工作级别确定起重机的工作级别是为了对起重机金属结构和结构设计提供合理的基础，为和客户进行协商时提供一个参考范围，它能使起重机胜任它需要完成的工作任务。由利用等级和载荷状态两个因素来确定起重机的工作级别。起重机在有效寿命期间有一定的总工作循环数。起重机作业的工作循环是从准备起吊物品开始，到下一次起吊物品为止的整个作业过程。工作循环总数表征起重机的利用程度，它是起重机分级的基本参数之一。工作循环总数：N=3600YDH/T （2.2）参考书【1】式1-2-1式中 Y起重机的使用寿命得，Y=20年；D起重机一年中的工作天数，D=300；H起重机每天工作小时数H=24； T起重机一个工作循环时间T=244s。 N=36002030024/244=2.1 起重机的利用等级: U5。载荷状态是起重机分级的另一个基本参数，它表明起重机的主要机构起升机构受载的轻重程度。因为无法获得起重机在使用寿命期间起升载荷的次数和起升物品的质量等数据，名义载荷谱系数=0.5。 确定起重机的利用等级和载荷状态以后，确定起重机的整机工作级别。起重机整机的工作级别分为A1A8八级。按不同工作条件，得工作级别如下：整机：A5。2.8计算载荷为保证起重机安全正常工作，起重机本身应具备三个基本条件：（1）金属结构和机械零部件应具有足够的强度、刚度和抗扭曲能力；（2）整机具有必要的抗倾覆稳定性；（3）原动机具有满足作业性能要求的功率，制动装置提供必需的制动转距。起重机设计计算时，首先要确定载荷，载荷计算是起重机机械设计计算的基础。 自重载荷是指起重机金属结构、机构、动力或电气设备，以及装在起重机上的料仓、连续输送机及相应的物料等质量的重力（起升质量的重力除外）。1.起升冲击系数考虑物品起吊离地或下降制动时对起重机金属结构的震动影响，在计算起重机金属结构极其支承时，必须考虑起升冲击系数。起升冲击系数为：=1 （2.3） 参考书【6】式中 00.1；结构计算时，常取0.91.1。2.起重机的总质量G起重机的总质量G（包括主梁、端梁、小车、大车、运行机构、司机室和电气设备等）G=0.45Q0.82L （2.4）参考书【1】式1-3-1式中 Q额定起重量（t），Q=10t；L起重机跨度（m），L=22.5m；G=0.45100.8222.5=22.95t起重小车的质量为： =0.4Q=0.4