10T桥式起重机设计【21张图/11400字】【优秀机械毕业设计论文】
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10
桥式起重机
设计
优秀
优良
机械
毕业设计
论文
- 资源描述：
-
文档包括:
说明书一份,45页,11400字左右.
任务书一份.
开题报告一份.
图纸共21张:
A0-桥机总图.dwg
A0-小车总图.dwg
A1-车轮组.dwg
A1-大车运行机构.dwg
A1-端梁.dwg
A1-端梁装配.dwg
A2-车轮.dwg
A3-从动轮轴.dwg
A3-主动轮轴.dwg
A4-大筋板.dwg
A4-挡板.dwg
A4-挡圈.dwg
A4-定位板.dwg
A4-端面板.dwg
A4-腹板1.dwg
A4-腹板2.dwg
A4-筋板.dwg
A4-连接板1.dwg
A4-连接板2.dwg
A4-连接板3.dwg
A4-弯板
A4-下盖板1
A4-下盖板2
A4-小筋板
目录
第一章绪论 1
1.1 选题的意义 1
1.2 本课题的研究目的 2
1.3 桥式起重机的研究现状 2
第二章 设计方案 4
2.1 起重机的介绍 4
2.2 起重机设计的总体方案 4
2.2.1 主梁的设计 4
2.2.2 小车的设计 4
2.2.3端梁的设计 5
2.2.4桥架的设计 5
第三章 大车行车机构的设计 6
3.1 设计的原则和要求 6
3.1.1 机构传动方案 6
3.1.2 大车行车机构布局 6
3.2 搭车行车机构的计算 7
3.2.1 确定结构的传动方案 7
3.2.2 选择车轮与轨道并校核其强度 7
3.2.3 运行组里的计算 9
3.2.4 选择电动机 10
3.2.5 计算发动机的发热功率 11
3.2.6 减速器的选择 11
3.2.7 验算运行速度与实际功率 11
3.2.8 验算启动时间 12
3.2.9 校核减速器功率 13
3.2.10 验算不打滑条件 13
3.2.11 选择制动器 15
3.2.12 选择联轴器 16
3.2.13 验算浮动轴 17
3.2.14 缓冲器的选择 18
第四章 端梁的设计 20
4.1 端梁尺寸的确定 21
4.2 端梁的计算 21
4.3主要焊缝的计算 24
第五章 端梁结头的设计 26
5.1 端梁接头的确定和计算 26
5.2 主要螺栓和焊缝的设计 29
第六章 桥架的结构设计 31
6.1 桥架的结构形式 31
6.2 桥架的结构设计与计算 31
第七章 焊接工艺设计 39
致谢 42
参考文献 43
附录 44
1）起重量：10t；2）起升高度：12m；3）起升速度：
10m/min； 4）小车运行速度：40 m/min；5）大车运行速
度：80 m/min；6）跨度：16.5m ；7）工作级别A5
2.毕业设计(论文)的内容和要求(包括技术要求、图表要求以及工作要求等)：
1）选择制定总体方案 ；
2）用AutoCAD完成总装配图、部件装配图和主要零件图设计；
3）关键零件的承载能力校核；
4）撰写毕业设计论文（说明书）。
3.毕业设计应完成的技术文件：
（1）图纸（CAD完成，包括仿真和机械系统）A0：4张；
（2）论文打印稿：1.5万字及中英文摘要、开题报告；
（3）英翻中2000字。
4.主要参考文献：
[1] 张质文 刘全德 起重运输机械 中国铁道出版社 1983年
[2] 《起重机设计手册》编写组编 起重机设计手册 机械工业出版社 1980年
[3] 陈道南 盛汉中 起重机课程设计 冶金工业出版社 1983年
5.毕业设计(论文)进度计划(以周为单位)：
起 止 日 期 工 作 内 容 备 注
第1周
第2周
第3周
第4周
第5周
第6周
第7周
第8周
第9周
第10周
第11周
第12周
第13周
第14周
第15周
熟悉课题的背景，收集资料，阅读参考书；
阅读参考书，翻译外文资料，完成开题报告；
方案选择及总体方案确定；
机械传动系统设计计算；
设计计算及绘制机械系统装配图；
设计计算及绘制机械系统装配图；
设计计算及绘制机械系统装配图；
设计计算及绘制机械系统装配图；
设计计算及绘制机械系统装配图；
绘制零件图；
整理撰写论文；
整理撰写论文；
整理撰写论文；
准备答辩材料；
答辩。
- 内容简介：
-
毕业设计任务书 宿迁 学院 机械设计制造及其自动化 专业 设 计 题 目 桥式起重机结构设计 学 生 姓 名 朱 晓 飞 班 级 04 机电本 2 起 止 日 期 20082008指 导 教 师 李 钢 教 研室主任 发任务书日期 2008 年 02 月 25 日 毕业设计任务书 1）起重量： 10t； 2）起升高度： 12m； 3）起升速度： 10m/ 4）小车运行速度： 40 m/5）大车运行速 度： 80 m/6）跨度： 7）工作级别 论文 )的内容和要求 (包括技术要求、图表要求以及工作要求等 )： 1）选择制定总体方案 ； 2）用 成总装配图、部件装配图和主要零件图设计 ； 3）关键零件的承载能力校核； 4）撰写毕业设计论文（说明书）。 （ 1）图纸（ 成，包括仿真和机械系统） 4 张； （ 2）论文打印稿： 字及中英文摘要、开题报告； （ 3）英翻中 2000 字。 1 张质文 刘全德 起重运输机械 中国铁道出版社 1983 年 2 起重机设计手册编写组编 起重机设计手册 机械工业出版社 1980 年 3 陈道南 盛汉中 起重机课程设计 冶金工业出版社 1983 年 毕业设计任务书 论文 )进度计划 (以周为单位 )： 起 止 日 期 工 作 内 容 备 注 第 1 周 第 2 周 第 3 周 第 4 周 第 5 周 第 6 周 第 7 周 第 8 周 第 9 周 第 10 周 第 11 周 第 12 周 第 13 周 第 14 周 第 15 周 熟悉课题的背景，收集资料，阅读参考书； 阅读参考书，翻译外文资料，完成开题报告； 方案选择及总体方案确定； 机械传动系统设计计算； 设计计算及绘制机械系统装配图； 设计计算及绘制机械系统装配图； 设计计算及绘制机械系统装配图； 设计计算及绘制机械系统装配图； 设 计计算及绘制机械系统装配图； 绘制零件图； 整理撰写论文； 整理撰写论文； 整理撰写论文； 准备答辩材料； 答辩。 教研室审查意见： 室主任 年 月 日 院部审查意见： 教学院长 年 月 日 毕业设计开题报告 课 题 名 称： 桥式起重机结构设计 学 生 姓 名： 学 号 ： 指 导 教 师： 王 志 亮 讲师 马 银 忠 讲师 所在 院 (系 )部 ： 机 械 工 程 学 院 专 业 名 称： 机械设计制造及其自动化（制造技术） 2008 年 00 月 00 日 说 明 1根据南京工程学院 毕业设计 (论文 )工作管理规定 ，学生必须撰写 毕业设计（论文）开题报告 ，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。 2 开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。 3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。 4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于 2000 字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。 5开题报告检查原则上在第 2 4 周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。 毕业设计 (论文 )开题报告 学生姓名 学 号 专 业 机械设计制造及其自 动化（制造技术） 指导教师姓名 职 称 所在院 (系 )部 机械工程学院 课题来源 自拟课题 课题类型 工程技术研究 课题名称 桥式起重机结构设计及主梁承载 能力有限元分析 毕业设计的 内容和意义 课题背景： 目前，在工程起重机械领域，欧洲、美国和日本处于领先地位。欧洲作为工程起重机的发源地，轮式起重机生产技术水平最高。该地区的工程起重机械业主要生产全地面起重机、履带式起重机和紧凑型轮胎起重机，也生产少量汽车起重机。其中，全路面起重机、履带起重机以中大吨位为主；紧凑型轮胎起重机则以小吨位为主；汽车起重机一般为通用底盘组装全地面上车，即以改装为主。其产品技术先进、性能高、可靠性高，产品销往全球。 美国工程起重机行业的技术水平相对落后于欧洲。不过近年来，美国工程起 重机械业通过收购和合并手段，得以蓬勃发展。目前该地区主要生产轮胎起重机、履带式起重机、全路面起重机和汽车起重机。主要生产企业为马尼托瓦克公司，特点是技术较先进、性能较高、可靠性能高，其中汽车底盘技术和全路面技术领先于欧洲，产品主要销往美洲地区和亚太地区。 日本作为二战后崛起的经济强国，轮式起重机开发生产虽然起步较晚（起步于 20 世纪 70 年代），但是发展速度很快，很受亚太市场欢迎。此外，日本还通过收购手段更新生产技术。如日本多田野通过收购德国法恩底盘公司，发展全路面技术。日本工程起重机械业主要生产汽车起重机、履 带起重机、越野轮胎起重机和全路面起重机。其中，越野轮胎起重机的产量最大，汽车起重机的产量次之，呈减少趋势，全路面起重机的产量最少，呈上升趋势。主要生产企业包括多田野、加藤、神钢、日立和小松等。产品特点是技术水平和性能较高，但可靠性落后于欧美。 随着我国经济建设步伐的加快，生产和生活各个领域的建设规模的逐年扩大，也促进了施工机械化程度的迅速提高。先进的施工机械已成为加快施工速度，保证工程质量和降低成本的物质保证。起重机行业也因此得到了很大的发展。为促进社会主义建设事业的发展，提高劳动生产率，充分发挥其中 运输机械的作用是具有重要意义的。 课题内容： 本课题是对桥式起重机进行设计，首先制定总体方案 ，用 件装配图和主要零件图设计以及关键零件的承载能力校核；撰写毕业设计论文（说明书）。 课题的意义： 起重机械用来对物料作起重、运输、装卸和安装等作业的机械设备，它可以完成靠人力无法完成的物料搬运工作，减轻人们的体力劳动，提高劳动生产率，在工厂、矿山、车站、港口、建筑工地、仓库、水电站等多个领域部门中得到了广泛的使用，随着生产规模的日益扩大，特别是现代化、专业化的要求，各种专门用途的起 重机相继产生，在许多重要的部门中，它不仅是生产过程中的辅助机械，而且已成为生产流水作业线上不可缺少的重要机械设备，它的发展对国民经济建设起着积极的促进作用。 起重机械是起升，搬运物料及产品的机械工具。起重机械对于提高工程机械各生产部门的机械化，缩短生产周期和降低生产成本，起着非常重要的作用 在高层建筑、冶金、华工及电站等的建设施工中，需要吊装和搬运的工程量日益增多，其中不少组合件的吊装和搬运重量达几百吨。因此必须选用一些大型起重机进行吊装工作。通常采用的大型起重机有龙门起重机、门座式起重机、塔式起重机、履带起 重机、轮式起重机以及在厂房内装置的桥式起重机等。 在道路，桥梁和水利电力等建设施工中，起重机的使用范围更是极为广泛。无论是装卸设备器材，吊装厂房构件，安装电站设备，吊运浇注混凝土、模板，开挖废渣及其他建筑材料等，均须使用起重机械。尤其是水电工程施工，不但工程规模浩大，而且地理条件特殊，施工季节性强、工程本身又很复杂，需要吊装搬运的设备、建筑材料量大品种多，所需要的起重机数量和种类就更多。在电站厂房及水工建筑物上也安装各种类型的起重机，供检修机组、起闭杂们及起吊拦污栅之用。 在这些起重机中， 桥式起重机是 生产批量最大，材料消耗最多的一种。由于这种起重机行驶在高空，作业范围能扫过整个厂房的建筑面积，因而受到用户的欢迎，得到很大的发展。 文献综述 参考 1起重机械用来对物料作起重、运输、装卸和安装等作业的机械设备，它可以完成靠人力无法完成的物料搬运工作，减轻人们的体力劳动，提高劳动生产率，在工厂、矿山、车站、港口、建筑工地、仓库、水电站等多个领域部门中得到了广泛的使用，随着生产规模的日益扩大，特别是现代化、专业化的要求，各种专门用途的起重机相继产生，在许多重要的部门中，它不 仅是生产过程中的辅助机械，而且已成为生产流水作业线上不可缺少的重要机械设备，它的发展对国民经济建设起着积极的促进作用。 起重机械是起升，搬运物料及产品的机械工具。 参考 2目前，在工程起重机械领域，欧洲、美国和日本处于领先地位。欧洲作为工程起重机的发源地，轮式起重机生产技术水平最高。该地区的工程起重机械业主要生产全地面起重机、履带式起重机和紧凑型轮胎起重机，也生产少量汽车起重机。其中，全路面起重机、履带起重机以中大吨位为主；紧凑型轮胎起重机则以小吨位为主；汽车起重机一般为通用底盘组装全地面上车，即以改装为主 。其产品技术先进、性能高、可靠性高，产品销往全球。 随着我国经济建设步伐的加快，生产和生活各个领域的建设规模的逐年扩大，也促进了施工机械化程度的迅速提高。先进的施工机械已成为加快施工速度，保证工程质量和降低成本的物质保证。 参考 3起重机行业也因此得到了很大的发展。为促进社会主义建设事业的发展，提高劳动生产率，充分发挥其中运输机械的作用是具有重要意义的。 参考 4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。 桥架的结构主要有箱形结构，空腹桁架式结构，偏轨空腹箱形结构及箱形单主梁结构等，参考 5， 5为保证起重机稳定，我选择箱形双梁结构作为桥架结构。 参考 6为了操纵和维护的需要，在传动侧走台的下面装有司机室。司机室有敞开式和封闭式两种，一般工作环境的室内采用敞开式的司机室，在露天或高温等恶劣环境中使用封闭式的司机室。 参考 7箱形双梁桥架具有加工零件少，工艺性好，通用性好等优点。桥架结构应根据其工作类型和使用环境温度等条件，按照有关规定来选用钢材。作用在桥式起重机桥架结构上的载荷有，固定载荷，移动载荷，水平惯性载荷及大车运行歪斜产生的车轮侧向载荷等。在设计计算时候要考虑到这些载荷。 参考 8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。 参考 9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。参考 10作用在桥式起重机桥架结构上的载荷有，固 定载荷，移动载荷，水平惯性载荷及大车运行歪斜产生的车轮侧向载荷等。在设计计算时候要考虑到这些载荷。 参考文献 1 严大考 郑兰霞 起重机械 郑州大学出版社 2003 年 2 田复兴 最新国内外起重机械实用技术性能手册中国水利水电出版社， 2004 年 3 黄大魏 李风 毛文杰 现代起重运输机械 化学工业出版社 2006 年 4 陈道南 过玉卿 周培德 盛汉中 起重运输机械 机械工业出版社 1981 年 5 起重机设计手册编写组编 起重机设计手册 机械 工业出版社 1980 年 6 倪庆兴，王焕勇 M海交通大学出版社， 1990 7 张质文 刘全德 起重运输机械 中国铁道出版社 1983 年 8 陈道南 盛汉中 起重机课程设计 冶金工业出版社 1983 年 14 成大先 卷 M械工业出版社， 2004 10 坂本种芳 长谷川政弘 桥式起重机设计计算 中国铁道出版社 1987 年 研究内容 本文研究的主要内容包括 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 。 本次起重机设计的主要参数如下 ： 起重量 10t,跨度 升高度为 12m 起升速度 10m/车运行速度 v=40m/车运行速度 V=80m/车运行传动方式为分别传动 ;桥架主梁型式 ,箱形梁 t， 工作级别 究的难点： （ 1） 各轴承的校核。 （ 2） 以及大车传动方案的确定 研究的成果包括 （ 1）图纸（ 成，包括仿真和机械系统） 4 张； （ 2）论文打印稿： 字及中英文 摘要、开题报告； （ 3）英翻中 2000 字。 研究计划 第 1 周 熟悉课题的背景，收集资料，阅读参考书； 第 2 周 阅读参考书，翻译外文资料，完成开题报告； 第 3 周 方案选择及总体方案确定； 第 4 周 机械传动系统设计计算； 第 5 周 设计计算及绘制机械系统装配图； 第 6 周 设计计算及绘制机械系统装配图； 第 7 周 设计计算及绘制机械系统装配图； 第 8 周 设计计算及绘制机械系统装配图； 第 9 周 设计计算及绘制机械系统装配图； 第 10 周 绘制零件图； 第 11 周 整理撰写论文； 第 12 周 整理撰写论文 ； 第 13 周 整理撰写论文； 第 14 周 准备答辩材料； 第 15 周 答辩； 特色与创新 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。 指导教师 意 见 要填写是否同意。签名：手写或盖章。 指导教师签名： 年 月 日 教研室意见 院 部意见 要填写是否同意。签名：手写或盖章。 主任签名： 年 月 日 教学 院长 签名： 年 月 日 附：与课题内容相关的外文资料翻译不少于 2000 字，参考文献不少于 10 种 。 目录 第一章绪论 . 错误 !未定义书签。 题的意义 . 错误 !未定义书签。 课题的研究目的 . 2 式起重机的研究现状 . 2 第 二 章 设计方案 . 4 重机的介绍 . 4 重机设计的总体方案 . 4 梁的设计 . 4 车的设计 . 4 梁的设计 . 5 架的设计 . 5 第 三 章 大车行车机构的设计 . 6 计的原则和要求 . 6 构传动方案 . 6 车行车机构布局 . 6 车行车机构的计算 . 7 定结构的传动方案 . 7 择车轮与轨道并校核其强度 . 7 行组里的计算 . 9 择电动机 . 10 算发动机的发热功率 . 11 速器的选择 . 11 算运行速度与实际功率 . 11 算启动时间 . 12 核减速器功率 . 13 算不打滑条件 . 13 择制动器 . 15 择联轴器 . 16 算浮动轴 . 17 冲器的选择 . 18 第 四 章 端梁的设计 . 20 梁尺寸的确定 . 21 梁的计算 . 21 要焊缝的计算 . 24 第 五 章 端梁结头的设计 . 26 梁接头的确定和计算 . 26 要螺栓和焊缝的设计 . 29 第 六 章 桥架的结构设计 . 31 架的结构形式 . 31 架的结构设计与计算 . 31 第 七 章 焊接工艺设计 . 39 致谢 . 42 参考文献 . 43 附录 . 44 毕业设计说明书（论文） 第 1页 第一章 绪 论 选题意义 起重机械用来对物料作起重、运输、装卸和安装等作业的机械设备， 它可以完成靠人力无法完成的物料搬运工作，减轻人们的体力劳动，提高劳动生产率，在工厂、矿山、车站、港口、建筑工地、仓库、水电站等多个领域部门中得到了广泛的使用，随着生产规模的日益扩大，特别是现代化、专业化的要求，各种专门用途的起重机相继产生，在许多重要的部门中，它不仅是生产过程中的辅助机械，而且已成为生产流水作业线上不可缺少的重要机械设备，它的发展对国民经济建设 起着积极的促进作用。 起重机械是起升，搬运物料及产品的机械工具。起重机械对于提高工程机械各生产部门的机械化，缩短生产周期和降低生产成本，起着非常重要的作用 在高层建筑、冶金、华工及电站等的建设施工中，需要吊装和搬运的工程量日益增多，其中不少组合件的吊装和搬运重量达几百吨。因此必须选用一些大型起重机进行吊装工作。通常采用的大型起重机有龙门起重机、门座式起重机、塔式起重机、履带起重机、轮式起重机以及在厂房内装置的桥式起重机等。 在道路，桥梁和水利电力等建设施工中，起重机的使用范围更是极为广泛。无论是装卸设备器材， 吊装厂房构件，安装电站设备，吊运浇注混凝土、模板，开挖废渣及其他建筑材料等，均须使用起重机械。尤其是水电工程施工，不但工程规模浩大，而且地理条件特殊，施工季节性强、工程本身又很复杂，需要吊装搬运的设备、建筑材料量大品种多，所需要的起重机数量和种类就更多。在电站厂房及水工建筑物上也安装各种类型的起重机，供检修机组、起闭杂们及起吊拦污栅之用。 在这些起重机中， 桥式起重机是生产批量最大，材料消耗最多的一种。由于这种起重机行驶在高空，作业范围能扫过整个厂房的建筑面积，因而受到用户的欢迎，得到很大的发展。 图 1的双梁桥式起重机。 毕业设计说明书（论文） 第 2页 图 1双梁桥式起重机 本课题的研究目的 （ 1）熟悉桥式起重机的结构和工作原理 （ 2）掌握桥式起重机的设计方法 （ 3）将所学的理论知识应用到实际的生产设计中去，培养实际动手能力 （ 4）了解制造业的发展，为以后工作做准备 桥式起重机的研究现状 目前，在工程起重机械领域，欧洲、美国和日本处于领先地位。欧洲作为工程起重机的发源地，轮式起重机生产技术水平最高。该地区的工程起重机械业主要生产全地面 起重机、履带式起重机和紧凑型轮胎起重机，也生产少量汽车起重机。其中，全路面起重机、履带起重机以中大吨位为主；紧凑型轮胎起重机则以小吨位为主；汽车起重机一般为通用底盘组装全地面上车，即以改装为主。其产品技术先进、性能高、可靠性高，产品销往全球。 美国工程起重机行业的技术水平相对落后于欧洲。不过近年来，美国工程起重机械业通过收购和合并手段，得以蓬勃发展。目前该地区主要生产轮胎起重机、履带式起重机、全路面起重机和汽车起重机。主要生产企业为马尼托瓦克公司，特点是毕业设计说明书（论文） 第 3页 技术较先进、性能较高、可靠性能高，其中汽车底盘技 术和全路面技术领先于欧洲，产品主要销往美洲地区和亚太地区。 日本作为二战后崛起的经济强国，轮式起重机开发生产虽然起步较晚（起步于 20世纪 70 年代），但是发展速度很快，很受亚太市场欢迎。此外，日本还通过收购手段更新生产技术。如日本多田野通过收购德国法恩底盘公司，发展全路面技术。日本工程起重机械业主要生产汽车起重机、履带起重机、越野轮胎起重机和全路面起重机。其中，越野轮胎起重机的产量最大，汽车起重机的产量次之，呈减少趋势，全路面起重机的产量最少，呈上升趋势。主要生产企业包括多田野、加藤、神钢、日立和小松等 。产品特点是技术水平和性能较高，但可靠性落后于欧美。 随着我国经济建设步伐的加快，生产和生活各个领域的建设规模的逐年扩大，也促进了施工机械化程度的迅速提高。先进的施工机械已成为加快施工速度，保证工程质量和降低成本的物质保证。起重机行业也因此得到了很大的发展。为促进社会主义建设事业的发展，提高劳动生产率，充分发挥其中运输机械的作用是具有重要意义的。 毕业设计说明书（论文） 第 4页 第二 章 设计方案 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 。 重机设计的总体方案 本次起重机设计的主要参数如下 : 1）起重量： 10t； 2）起升高度： 12m； 3）起升速度： 10m/ 4）小车运行速度： 40 m/5）大车运行速 度： 80 m/6）跨度： 7）工作级别 据上述参数确定的总体方案如下 梁的设计 主梁跨度 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 6缘板的厚度为 10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 H，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。 车的设计 小车主要有起升机构、运行机构和小车架组成。 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。 毕业设计说明书（论文） 第 5页 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。 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。 架的 设计 桥架的结构主要有箱形结构，空腹桁架式结构，偏轨空腹箱形结构及箱形单主梁结构等，参考起重机设计手册 ， 5为保证起重机稳定，我选择箱形双梁结构作为桥架结构。 箱形双梁桥架是由两根箱形主梁和端梁构成，主梁一侧安置水平走台，用来安装大车运行机构和走人，主梁与端梁刚性地连接在一起，走台是悬臂支撑在主梁的外侧，走台外侧安置有栏杆。在实际计算中，走台个栏杆均认为是不承受力的构件。 为了操纵和维护的需要，在传动侧走台的下面装有司机室。司机室有敞开式和封闭式两种，一般工作环境的室内采用敞开式的司机室，在露天或高温等恶劣环境中使用封闭式的司机室。 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。 毕业设计说明书（论文） 第 6页 第三章 大车运行机构的设计 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 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（ 围均可用分别传动的方案本设计采用分别传动的方案。 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。 毕业设计说明书（论文） 第 7页 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。 车运行机构的计算 已知数据： 起重机的起重量 Q=100架跨度 L=车运行速度 0m/作类型为中级，机构运行持续率为 25，起重机的估计重量 G=168车的重量为 0架采用箱形结构。 计算过程如下： 定机构的传动方案 本起重机采用分别传动的方案如图（ 2 大车运行机构图（ 2 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 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： 满载时的最大轮压： 2G x x 62 401004 40=载时最大轮压： 毕业设计说明书（论文） 第 8页 P 2G 62404 40=载时最小轮压： P e 2G 0 8 =中的 e=荷率： Q/G=100/168= 1表 19运行速度为 0Q/G=工作类型为中 级时，车轮直径 00道为 50可用。 1） 疲劳强度计算时的等效载荷： 2 Q=00000=60000N 式中 2 等效系数，有 1表 4 2=论的计算轮压： r 77450 =72380N 式中： 车轮的等效轮压 x x =62 40604 40=77450N r 载荷变化系数，查 1表 19 =r=冲击系数，查 1表 19一种载荷当运行速度为 V=s 时， 据点接触情况计算疲劳接触应力： 毕业设计说明书（论文） 第 9页 j=40003212 =4000323015027 23 8 0 =13555Kg/j =135550N/中 3附录 22查得 r=300于车轮材料 20时， =160000此满足疲劳强度计算。 2） 最大轮压的计算： 95600 =105160N 式中 3表 2I 类载荷 点接触情况进行强度校核的接触应力： 3 212m 3 23015021 0 5 1 6 0 =15353Kg/ 153530N/轮采用 1表 1920 时， j=240000 N,故所选减速器功率合适 。 算启动不打滑条件 毕业设计说明书（论文） 第 14页 由于起重机室内使用 ,故坡度阻力及风阻力不考虑在内 n=2)2(6012/1中 =44f=室内工作 ) 防止打滑的安全系 数 .2 n = ) =n两台电动机空载启动不会打滑 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(6012/1 中 + / （论文） 第 15页 / s n= =n不打滑 . 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 n=2)2(6012/1 中 / /* 与第 (2)种工况相同 n= = 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 择制动器 由 1中所述 ,取制动时间 s 按空载计算动力矩 ,令 Q=0,得 : 202121/ )(3751毕业设计说明书（论文） 第 16页 /0m i n/ 2 )( i = 44336 =m 68000 36N 21)2( =680 00 =1344N M=2两套驱动装置工作 8 0 0 06 4 57 0 m 现选用两台 5的制动器，查 1表 18=200 N m，为避免打滑，使用时将其制动力矩调制 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 . / m 式中 连轴器的等效力矩 . MI=2 m 1 等效系数 取 1 =2查 2表 2054000= m 由 2表 33的 :电动机 端为圆柱形 ,8=110219高速轴端为 d=32mm,l=58在靠电机端从由表 2选联轴器 动轴端 d=40630N m,(L=m,重量毕业设计说明书（论文） 第 17页 G= ；在靠近减速器端，由 2选用两个联轴器 靠近减速器端浮动轴端直径为 d=32630 N m, (=m, 重量 G= 高速轴上转动零件的飞轮矩之和为： (L+(=g m 与原估算的基本相符，故不需要再算。 0 = m 动轴的验算 1） 低速浮动轴的等效力矩： 1i =m 式中 1 等效系数，由 2表 2 1=上节已取得浮动轴端直径 D=60其扭转应力为： nN/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： Ik =4910 N/中，材料用 45 号钢，取 b=60000 N/s=30000N/ b=60000=13200N/s=0.6s=30000=18000N/=虑零件的几何形状表面状况的 应力集中系数 安全系毕业设计说明书（论文） 第 18页 数，由 2表 2n故疲劳强度验算通过。 2） 计算强度扭矩： 2i =m 式中 2 动力系数，查 2表 2 2=转应力： =I =3800N/用扭转剪应力： nN/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。 冲器的选择 W 动 = G 带载起重机的重量 G=168000+100000 178000N 碰撞时的瞬时速度， g 重力加速度取 10m/业设计说明书（论文） 第 19页 则 W 动 = = 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 式中 P 摩 运行阻力，其最小值为 78000 424N 最小摩擦阻力系数可取 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 = 17800 790N m / 缓冲行程取 S=140 此 W 阻 =（ 1424+9790） 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 动缓 W= m 式中 n 缓冲器的个数 取 n=1 由 1表 22=120 d=30 业设计说明书（论文） 第 20页 第四章 端梁的设计 梁的尺寸的确定 梁的截面尺寸 上盖板 1=10中部下盖板 1=10 部下盖板 2=12照 1表 1900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 25轮两侧面距离支承处两下盖板内边为 10 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 55 图示（ 3 端梁的截面尺寸图（ 3 梁总体的尺寸 大车轮距的确定： K=（8151） L=（8151） K=3300 端梁的高度 H 主 取 00 确定端梁的总长度 L=4100 毕业设计说明书（论文） 第 21页 梁的计算 设两根主 梁对端梁的作用力 Q(G+P)端梁的最大支反力： aL (Q 2P)( 式中 K 大车轮距， K=330小车轮距， 00cm 传动侧车轮轴线至主梁中心线的距离，取 0 )(=114237N 因此 30 )702200(1 1 4 2 3 7 =117699N 端梁在主梁支 反力 Q (作用下产生的最大弯矩为： 17699 60=106N 导电侧车轮轴线至主梁中心线的距离， 0 1） . 端梁因车轮在侧向载荷下产生的最大水平弯矩： 中： S 车轮侧向载荷， S=P； 侧压系数，由图 2= P 车 轮轮压，即端梁的支反力 P=此： 117699 60=564954N ） 动惯性载荷作用下而产生的最大水平弯矩： ( 2 业设计说明书（论文） 第 22页 式中 小车的惯性载荷： 717000/7=5290N 因此： 60330 )702200(5290 =327018N 较 p 该取其中较大值进行强度计算。 端梁中间截面对水平重心线 3( 1 = 48)1403 =端梁中间截面对水平重心线 2 =59520端梁中间截面对垂直重心线 3( 1 = 40( 端梁中间截面对水平重心线 2422 11 x=2 =端梁中间截面的最大弯曲应力： m a xm a xm a x = 4 9 5 =2965+489=3454N/梁中间截面的剪应力： 毕业设计说明书（论文） 第 23页 2)( Q=2120 N/梁支承截面对水平重心线 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： =平重心线距腹板中线的距离： 平重心线距下盖板中线的距离： 梁支承截面对水平重心线 =121 40 13+40 1 121 11 11 297梁支承截面对水平重心线 0=2123C=3297=406.1 梁支承截面水平重心线 0=2 11 ： 17699 14=1647786业设计说明书（论文） 第 24页 式中 端梁支承截面的弯曲应力： WM 梁支承截面的剪应力： 76 9 900 ： 2222 =： d(6000=12800 13600 N/d (500 =7600 8070 N/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。 要焊缝的计算 梁端部上翼缘焊缝 端梁支承截面上盖板对水平重心线 截面积矩： S1 =40 1 29.6 梁上盖板翼缘焊缝的剪应力： 012 = 上盖板翼缘焊缝数； 毕业设计说明书（论文） 第 25页 焊肉的高度，取 .6 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 面积矩： S1 =2 12 梁下盖板翼缘焊缝的剪应力： 2 =1表 查得 =9500 N/此焊缝计算应力满足要求。 毕业设计说明书（论文） 第 26页 第五章 端梁接头 的设计 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 角钢与腹板和上盖板的连接采用 （ a） 毕业设计说明书（论文） 第 27页 连接板和角钢连接图 4-1(b) 板和下盖板螺栓受力计算 个螺 栓所受的拉力为： N 拉 =21221212020 4)()45115185(4)250500(5500(22222227 =12500N 值为： N 剪 = = 5500(50022 =7200N 式中 下盖板一端总受剪面数； 2 N 剪 下盖板一个螺栓受剪面所受的剪力： n 一侧腹板受拉螺栓总数； n=12 毕业设计说明书（论文） 第 28页 腹板上连接螺栓的直径（静截面） 下腹板连接螺栓的直径； 6 梁高； H=500 连接处的垂直弯矩； M=106 其余的尺寸如图示 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)(2212001 = 125001618)65500(2 =172500N 同时受拉和受弯，其值分别为： N 腹 =拉 )( 1 = 1250065500 )18565500(6 =43100N M 腹 =拉2122毕业设计说明书（论文） 第 29页 = 1250065500 )45115185(2222 =2843000算螺栓和焊缝的强度 栓的强度校核 N 剪 = 42 剪 =4 1 3 5 0 =N 拉 = 42 d =4 =中 =13500N/ =13500N/ 由 1表 25由于 N 拉 N 拉 ,N 剪 N 剪 则有所选的螺栓符合强度要求 缝的强度校核 产生的焊缝最大剪应力： M=3284300 =中 I )6437(2 (222 = 焊缝的惯性矩 其余尺寸见图 毕业设计说明书（论文） 第 30页 产生的焊缝剪应力： Q=算剪应力： = 22 = 22 =17000 N/ 由 1表 25式中 h 焊缝的计算厚度取 h=6= 由上计算符合要求。 毕业设计说明书（论文） 第 31页 第六章 桥架结构的设计 桥架的结构形式 桥架的结构主要有箱形结构，空腹桁架式结构，偏轨空腹箱形结构及箱形单主梁结构等，参考起重机设计手册， 5采用箱形结构，且为保证起重机稳定，我选择箱形双梁结构作为桥架结构。 箱形双梁桥架的构成 箱形双梁桥架是由两根箱形主梁和端梁构成，主梁一侧安置水平走台，用来安装大车运行机构和走人，主梁与端梁刚性地连接在一起，走台是悬臂支撑在主梁的外侧，走台外侧安置有栏杆。在实际计算中，走台个栏杆均认为是不承受力的构件。 为了操纵和维护的需要，在传动侧走台的下面装有司机室。司机室有敞开式和封闭式两种，一般工作环境的室内采用敞开式的司机室，在露天或高温等恶劣环境中使用封闭式的司机室。 箱形双梁桥架的 选材 箱形双梁桥架具有加工零件少，工艺性好，通用性好等优点。 桥架结构应根据其工作类型和使用环境温度等条件，按照有关规定来选用钢材。 为了保证结构构件的刚度便于施工和安装，以及运输途中不致损坏等原因，在桥架结构的设计中有最小型钢的使用限制：如连接用钢板的厚度应不小于 4如对组合板梁的板材使用，因保证稳定性和防止锈蚀后强度减弱等原因，双腹板的每块厚度不能小于 6腹板的厚度不小于 8 作用在桥式起重机桥架结构上的载荷有，固定载荷，移动载荷，水平惯性载荷及大车运行歪斜产生的车轮侧向载荷等。在设计计算 时候要考虑到这些载荷。 架结构的设计计算 要尺寸的确定 大车轮距 K = 11()85L:= 11( ) =取 K =3m 毕业设计说明书（论文） 第 32页 桥架端部梯 形高度 C =（ 1110 5:） L =（ 1110 5:） 取 C =3m 主梁腹板高度 根据主梁计算高度 H =后选定腹板高度 h =确定主梁截面尺寸 主梁中间截面各构件根据起重机课程设计表 7定如下： 腹板厚 =6上下 盖板厚1=8主梁两腹板内壁间距根据下面的关系式来确定： 63501650050=330因此取 b =350盖板宽度： 2 4 0 =350+2 6+40=402取 B =400主梁的实际高度 ：12=516主梁中间截面和支承截面的尺寸简图分别示于图 2 2梁中间截面尺寸简图 主梁支承截面尺寸简图 加劲板的布置尺寸 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。 毕业设计说明书（论文） 第 33页 主梁端部大加劲板的间距： 取 a =主梁端部（梯形部分）小加劲板的间距： 1a = 2a =主梁中部（矩形部分）大加劲板的间距： a =（ 2） h =取 a =主梁中部小加劲板的间距，小车钢轨采用15对水平重心轴线 的最小抗弯截面模数则根据连续梁由钢轨的弯曲强度条件求得加劲板间距（此时连续梁的支点既加劲板所在位置，使一个车轮轮压作用在两加劲板间距的中央）： 1a 6= 6 4 7 . 7 1 7 0 04 0 0 0 8 0 0 01 . 1 5 ( )2=141式中 P 小 车的轮压，取平均值。 动力系数，由起重机课程设计图 2= 钢轨的许用应力， =170因此，根据布置方便，取1a=2a=由于腹板的高厚比 9006h =150160，所以不需要设置水平加劲杆。 梁的计算 计算载荷确定 查起重机课程设计图 7包括端梁）的自重，/21则主梁由于桥架自重引起的均布载荷： /2 41 2 . 5 /1 6 . 5q K N 采用分别驱动，1 2 . 5 /yq q K N m查起重机课程设计表 7N毕业设计说明书（论文） 第 34页 主梁的总均布载荷： q /KN m 主梁的总计算均布载荷： q k q =5=KN m 式中 k= 冲击系数，由起重机课程设计表 2 作用在一根主梁上的小车两个车轮的轮压值可根据起重机课程设计表 7所列数据选用： 1P=37000N 2P=36000N 考虑动力系数 的小车车轮的计算轮压值为： 11 =37000=42550N 22 =36000=41400N 主梁垂直最大弯矩 计算主梁垂直最大弯矩： 20012()m a 24 ( )22x c q L k G k G q +00敞开式司机操纵室的重量为 9807N ，起重心距支点的距离为0l=280将各已知数值代入上式计算可得： 2()m a 5 0 1 4 0 5 5 1 6 5 0 1 . 1 4 5 0 0 1 . 1 1 0 0 0 0 2 8 04 2 5 5 0 4 1 4 0 0 ( )1 6 5 0 2 1 6 5 0 1 . 1 1 0 0 0 0 2 8 04 2 5 5 0 4 1 4 0 0 5 54 ( )1 6 5 0 2 55 0 g =510主梁水平最大弯矩 计算主梁水平最大弯矩： 2m a 1 ) ( 3 )4 2 2 4 q 毕业设计说明书（论文） 第 35页 式中 33 12 283 g 作用在主梁上的集中惯性载荷为： 122g = 3 7 0 0 0 3 6 0 0 02=7300N 作用在主梁上的均布惯性载荷为： 10g =计算系数 时，取近似比值 12； C =()2 100 且 K =40000因此可得： =1650+ 3328 1 0 0 2 0 0 23 4 0 0 =1716 2m a 0 0 1 6 . 5 1 6 . 5 2 . 5 1 6 . 5 2 1 6 . 5( 1 ) ( 3
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