钢结构设计计算书(2)

1、钢结构设计计算书一、二层升降横移停车设备设计计算书本计算书提供主要构件的强度计算1. 已知参数汽车重量 Q=2000Kg=19600N上载车板自重G1=400Kg=3920N前横梁自重G2=290Kg=2842N纵梁自重G3=256KG=2509N载车板悬挂立体车库专用链条 80PE 4根 最小拉伸载荷 P1=73KN起升机构传动速比 i2=1.69主起升链轮直径d=106.14mm上述代号及参数在下面计算中使用时不再说明2. 起升减速电机计算2.1采用2.2KW，减速比1：60的东元减速电机，其主要参数如下输出转速 na= 1410/60 = 23.5r/min功率 Pm= 2.2KW额定输

2、出扭矩 Ma= 78.1X9.8 = 765.4 N*m2.2 电机功率计算起升速度 na 23.5 V = *d = *0.10614 i2 1.69 =4.6m/min电机静功率 V*（Q+G1）P= 6120 4.6（2000+400） = 6120 =1.8 KW < 2.2KW2.3 减速器最大扭矩验算由车板和车重传递给减速器输出轴上的扭矩为 Q+G1 d 19600+3920 0.10614M = * = * i2 2 1.69 2 = 738N*m < Ma = 765.4N*m 符合要求 3. 起升链条安全系数验算 作用在悬挂链上的载荷为(汽车按前6后4计算) G1

3、 G*0.6 F 1 = + = (3920/4+19600*0.6/2) = 7840 N4 2 悬挂链安全系数为 P1 73*103 = = 9.3 > 7 F1 7840 符合要求4.钢结构强度计算4.1各杆件截面特性如下表： 型材规格理论重量Kg/m面积cm2惯性矩cm4回转半径cm用途IxIyixiyH300*150*6.5*936.746.78682950812.083.29前横梁/后横梁H250*125*6*929.637.663868293.510.232.82纵梁J150*150*526.533.12112011205.815.81前立柱/后立柱4.2纵梁的选型及力学校

4、核解析：4.2.1、简支梁结构：因纵向梁的规格相同，中间两根所受载荷较大，故以中间梁计算。如图所示纵梁受力图根据二段设计计算书已得出的结果：设备静止时所受静载荷：动载系数：根据计算已经得出的结果S=1.1根据力平衡和力矩平衡得出支座反力：(对支点A分析)得出结果：4.2.2、根据结构及受力绘制剪力和弯矩图：剪力图：弯矩图：故由上图可知：4.2.3、由正应力强度条件选择H型钢：对于普通Q235钢材： 160 MPa系数：S11.2（零部件的重要程度不被破坏）。S2=1.1（计算载荷及应力公式的准确性）。抗拉强度极限S3= ，S3取值1.2。屈服点 S4=1.1(考虑应力集中、加工表面及质检系数等

5、)。安全系数取：S=S1S2S3S4 =1.8 查机械设计手册型钢表3-1-59：可以选择型钢型号：选择型钢：250×125×6×9 或：248×124×5×8 (此种型钢不便采购，不建议使用)对于H型钢250×125×6×94.2.4、校核剪应力强度IZ =3868cm4 （截面惯性矩，X向）:截面上距中性轴为y的横线以外部分的面积A*对中性轴的静矩=B(-)+(-)+b(-y)y+(-y) =(H2-h2)+ (-y2)=(H2-h2)+ *=31.25*(62500+53824)+3*53824/4

6、=(0.271×106 +0.04×106 )mm3 =0.311×106 mm3 =0.311×10-3 m3故：=0.311×10-3=22.5 MPa < = 90 MPa所选择型材合适！4.3前横梁/后横梁的选择及力学校核解析：为了尽量大的满足前横梁/后横梁的强度要求，横梁简化为如下图所示简支梁结构：4.3.1、简支梁结构：如图所示横梁受力图根据二段设计计算书已得出的结果：(安全系数为1.1)横梁材料为H型钢：300×150×6.5×9 q=360 N/m根据力平衡和力矩平衡得出支座反力：(对支点A分

7、析)得出结果：4.3.2、根据结构及受力绘制剪力和弯矩图：剪力图：弯矩图：故由上图可知：4.3.3、横梁强度校核： 惯性矩： 抗弯截面模量：对于普通Q235钢材：160 MPa最大弯矩处：横梁安全系数取：S=S1S2S3 =1.598.2 ×1.5147.3 MPa < = 160 MPa设计符合要求！4.3.4、剪应力强度校核：:截面上距中性轴为y的横线以外部分的面积A*对中性轴的静矩=B(-)+(-)+b(-y)y+(-y) =(H2-h2)+ (-y2)=(H2+h2)+ *=37.5*(90000-79524)+3.25*79524/4=(0.393×106

8、+0.07×106 )mm3 =0.463×106 mm3 故：=20.1 MPa< = 90 MPa 剪切强度符合要求！4.4立柱计算立柱机构为典型的偏心压杆机构4.4.1根据前横梁计算：F2=16251 N, 横梁自重：G2=290Kg=2842NF1=0.5*G3+0.5*0.5*G1+0.5*0.6*Q=0.5*2509+0.5*0.5*3920+0.5*0.6*19600=8114.5 N对立柱受力分析：对受压点力矩平衡：F2*a+F2*(a+b)+F1*(2a+b+150)+ G2*c-F1*150-F*(2a+b)=0a=2250,b=2400,c=3450计算得出：F=F1+F2+ G2(2a+b)/c = 25606.5 N4.4.2 截面特性、强度及稳定性分析 A=28.356(cm2) IX= Iy =982.12(cm4) W