畢業(yè)設(shè)計(jì)論文箱形雙梁橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)

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1、焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一章 緒論1緒 論1.1 起重機(jī)的介紹箱形雙梁橋式起重機(jī)是由一個有兩根箱形主梁和兩根橫向端梁構(gòu)成的雙梁橋架,在橋架上運(yùn)行起重小車,可起吊和水平搬運(yùn)各類物體,它適用于機(jī)械加工和裝配車間料場等場合。1.2 起重機(jī)設(shè)計(jì)的總體方案 本次起重機(jī)設(shè)計(jì)的主要參數(shù)如下:起重量10t,跨度16.5m，起升高度為10m起升速度8m/min小車運(yùn)行速度v=40m/min大車運(yùn)行速度V=90m/min大車運(yùn)行傳動方式為分別傳動;橋架主梁型式,箱形梁.小車估計(jì)重量4t，起重機(jī)的重量16.8t .工作類型為中級。根據(jù)上述參數(shù)確定的總體方案如下：主梁的設(shè)計(jì)：主梁跨度16.5m ,是由上、下蓋板和兩

2、塊垂直的腹板組成封閉箱形截面實(shí)體板梁連接，主梁橫截面腹板的厚度為6mm,翼緣板的厚度為10mm，主梁上的走臺的寬度取決于端梁的長度和大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)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，主梁和端梁連接處的高度取H0=0.4-0.6H，腹板的穩(wěn)定性由橫向加勁板和，縱向加勁條或者角鋼來維持，縱向加勁條的焊接采用連續(xù)點(diǎn)焊，主梁翼緣板和腹板的焊接采用貼角焊縫，主梁通常會產(chǎn)生下?lián)献冃危庸ず脱b配時采用預(yù)制上拱。小車的設(shè)計(jì)：小車主要有起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車架組成。起升機(jī)構(gòu)采用閉式傳動方案，電動機(jī)軸與二級圓柱齒輪減速器的高速軸之間采用兩個半齒聯(lián)軸器和一中間浮動軸聯(lián)系起來，減速

3、器的低速軸魚卷筒之間采用圓柱齒輪傳動。運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用全部為閉式齒輪傳動，小車的四個車輪固定在小車架的四周，車輪采用帶有角形軸承箱的成組部件，電動機(jī)裝在小車架的臺面上，由于電動機(jī)軸和車輪軸不在同一個平面上，所以運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用立式三級圓柱齒輪減速器，在減速器的輸入軸與電動機(jī)軸之間以及減速器的兩個輸出軸端與車輪軸之間均采用帶浮動軸的半齒聯(lián)軸器的連接方式。小車架的設(shè)計(jì)，采用粗略的計(jì)算方法，靠現(xiàn)有資料和經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行，采用鋼板沖壓成型的型鋼來代替原來的焊接橫梁。端梁的設(shè)計(jì)：端梁部分在起重機(jī)中有著重要的作用，它是承載平移運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵部件。端梁部分是由車輪組合端梁架組成，端梁部分主要有上蓋板，腹板和下蓋板組成；端梁是

4、由兩段通過連接板和角鋼用高強(qiáng)螺栓連接而成。在端梁的內(nèi)部設(shè)有加強(qiáng)筋，以保證端梁架受載后的穩(wěn)定性。端梁的主要尺寸是依據(jù)主梁的跨度，大車的輪距和小車的軌距來確定的；大車的運(yùn)行采用分別傳動的方案。在裝配起重機(jī)的時候，先將端梁的一段與其中的一根主梁連接在一起，然后再將端梁的兩段連接起來。 本章主要對箱形橋式起重機(jī)進(jìn)行介紹，確定了其總體方案并進(jìn)行了一些簡單的分析。箱形雙梁橋式起重機(jī)具有加工零件少，工藝性好、通用性好及機(jī)構(gòu)安裝檢修方便等一系列的優(yōu)點(diǎn)，因而在生產(chǎn)中得到廣泛采用。我國在5噸到10噸的中、小起重量系列產(chǎn)品中主要采用這種形式，但這種結(jié)構(gòu)形式也存在一些缺點(diǎn)：自重大、易下?lián)?，在設(shè)計(jì)和制造時必須采取一些措

5、施來防止或者減少。34焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)2.大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)的基本原則和要求大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)通常和橋架的設(shè)計(jì)一起考慮，兩者的設(shè)計(jì)工作要交叉進(jìn)行，一般的設(shè)計(jì)步驟：1. 確定橋架結(jié)構(gòu)的形式和大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的傳方式2. 布置橋架的結(jié)構(gòu)尺寸3. 安排大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的具體位置和尺寸4. 綜合考慮二者的關(guān)系和完成部分的設(shè)計(jì) 對大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求是：1. 機(jī)構(gòu)要緊湊，重量要輕2. 和橋架配合要合適，這樣橋架設(shè)計(jì)容易，機(jī)構(gòu)好布置3. 盡量減輕主梁的扭轉(zhuǎn)載荷，不影響橋架剛度4. 維修檢修方便，機(jī)構(gòu)布置合理2.1.1機(jī)構(gòu)傳動方案大車機(jī)構(gòu)傳動方案，基本分為兩類：分別

6、傳動和集中傳動，橋式起重機(jī)常用的跨度（10.5-32M）范圍均可用分別傳動的方案本設(shè)計(jì)采用分別傳動的方案。2.1.2大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)具體布置的主要問題：1. 聯(lián)軸器的選擇2. 軸承位置的安排3. 軸長度的確定這三著是互相聯(lián)系的。在具體布置大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的零部件時應(yīng)該注意以幾點(diǎn)：1. 因?yàn)榇筌囘\(yùn)行機(jī)構(gòu)要安裝在起重機(jī)橋架上，橋架的運(yùn)行速度很高，而且受載之后向下?lián)锨?，機(jī)構(gòu)零部件在橋架上的安裝可能不十分準(zhǔn)確，所以如果單從保持機(jī)構(gòu)的運(yùn)動性能和補(bǔ)償安裝的不準(zhǔn)確性著眼，凡是靠近電動機(jī)、減速器和車輪的軸，最好都用浮動軸。2. 為了減少主梁的扭轉(zhuǎn)載荷，應(yīng)該使機(jī)構(gòu)零件盡量靠近主梁而遠(yuǎn)離走臺欄桿；盡量靠近端梁，使端梁能直

7、接支撐一部分零部件的重量。3. 對于分別傳動的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)應(yīng)該參考現(xiàn)有的資料，在浮動軸有足夠的長度的條件下，使安裝運(yùn)行機(jī)構(gòu)的平臺減小，占用橋架的一個節(jié)間到兩個節(jié)間的長度，總之考慮到橋架的設(shè)計(jì)和制造方便。4. 制動器要安裝在靠近電動機(jī)，使浮動軸可以在運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動時發(fā)揮吸收沖擊動能的作用。2.2 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算已知數(shù)據(jù)：起重機(jī)的起重量Q=100KN，橋架跨度L=16.5m，大車運(yùn)行速度Vdc=90m/min，工作類型為中級，機(jī)構(gòu)運(yùn)行持續(xù)率為JC%=25，起重機(jī)的估計(jì)重量G=168KN，小車的重量為Gxc=40KN，橋架采用箱形結(jié)構(gòu)。計(jì)算過程如下：2.2.1確定機(jī)構(gòu)的傳動方案本起重機(jī)采用分別傳動

8、的方案如圖（2-1）大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)圖（2-1）1電動機(jī) 2制動器 3高速浮動軸 4聯(lián)軸器 5減速器 6聯(lián)軸器 7低速浮動軸 8聯(lián)軸器 9車輪2.2.2 選擇車輪與軌道，并驗(yàn)算其強(qiáng)度按照如圖所示的重量分布，計(jì)算大車的最大輪壓和最小輪壓：滿載時的最大輪壓：Pmax= =95.6KN空載時最大輪壓：Pmax= = =50.2KN空載時最小輪壓：Pmin= = =33.8KN式中的e為主鉤中心線離端梁的中心線的最小距離e=1.5m載荷率：Q/G=100/168=0.595由1表19-6選擇車輪：當(dāng)運(yùn)行速度為Vdc=60-90m/min，Q/G=0.595時工作類型為中級時，車輪直徑Dc=500mm，軌道

9、為P38的許用輪壓為150KN，故可用。1）.疲勞強(qiáng)度的計(jì)算疲勞強(qiáng)度計(jì)算時的等效載荷：Qd=2Q=0.6*100000=60000N 式中2等效系數(shù)，有1表4-8查得2=0.6車論的計(jì)算輪壓：Pj= KCI r Pd=1.050.8977450 =72380N式中：Pd車輪的等效輪壓Pd= = =77450Nr載荷變化系數(shù)，查1表19-2，當(dāng)Qd/G=0.357時，r=0.89Kc1沖擊系數(shù)，查1表19-1。第一種載荷當(dāng)運(yùn)行速度為V=1.5m/s時，Kc1=1.05根據(jù)點(diǎn)接觸情況計(jì)算疲勞接觸應(yīng)力： sj=4000 =4000 =13555Kg/cm2 sj =135550N/cm2式中r-軌頂

10、弧形半徑，由3附錄22查得r=300mm，對于車輪材料ZG55II，當(dāng)HB320時，sjd =160000-200000N/cm2，因此滿足疲勞強(qiáng)度計(jì)算。2）.強(qiáng)度校核最大輪壓的計(jì)算：Pjmax=KcIIPmax =1.195600 =105160N式中KcII-沖擊系數(shù)，由3表2-7第II類載荷KcII=1.1按點(diǎn)接觸情況進(jìn)行強(qiáng)度校核的接觸應(yīng)力：jmax= = =15353Kg/cm2 jmax =153530N/cm2車輪采用ZG55II，查1表19-3得，HB320時， j=240000-300000N/cm2，jmax j 故強(qiáng)度足夠。2.2.3 運(yùn)行阻力計(jì)算摩擦總阻力距Mm=（Q+G

11、）（K+*d/2）由1表19-4 Dc=500mm車輪的軸承型號為：22220K， 軸承內(nèi)徑和外徑的平均值為：（100+180）/2=140mm由1中表9-2到表9-4查得：滾動摩擦系數(shù)K=0.0006m，軸承摩擦系數(shù)=0.02，附加阻力系數(shù)=1.5，代入上式中：當(dāng)滿載時的運(yùn)行阻力矩：Mm（Q=Q）= Mm(Q=Q)=b(Q+G)( k +m) =1.5（100000+168000）（0.0006+0.020.14/2） =804Nm 運(yùn)行摩擦阻力：Pm（Q=Q）= =3216N空載時：Mm（Q=0）=G（K+d/2） =1.5168000（0.0006+0.020.14/2） =504NP

12、m（Q=0）= Mm（Q=0）/（Dc/2） =5042/0.5 =2016N2.2.4選擇電動機(jī)電動機(jī)靜功率：Nj=PjVdc/（60m ）=321690/60/0.95/2=2.54KW式中Pj=Pm（Q=Q）滿載運(yùn)行時的靜阻力(P m（Q=0）=2016N) m=2驅(qū)動電動機(jī)的臺數(shù)初選電動機(jī)功率：N=Kd*Nj=1.3*2.54=3.3KW式中Kd-電動機(jī)功率增大系數(shù)，由1表9-6查得Kd=1.3查2表31-27選用電動機(jī)YR160M-8；Ne=4KW，n1=705rm，（GD2）=0.567kgm2，電動機(jī)的重量Gd=160kg2.2.5 驗(yàn)算電動機(jī)的發(fā)熱功率條件等效功率：Nx=K25

13、rNj =0.751.32.54 =2.48KW式中K25工作類型系數(shù)，由1表8-16查得當(dāng)JC%=25時，K25=0.75 r由1按照起重機(jī)工作場所得tq/tg=0.25，由1圖8-37估得r=1.3由此可知：NxNe,故初選電動機(jī)發(fā)熱條件通過。選擇電動機(jī)：YR160M-82.2.6 減速器的選擇車輪的轉(zhuǎn)數(shù)：nc=Vdc/（Dc）=90/3.14/0.5=57.3rpm機(jī)構(gòu)傳動比：i。=n1/nc=705/57.3=12.3查2表19-11，選用兩臺ZLZ-160-12.5-IV減速器i。=12.5；N=9.1KW，當(dāng)輸入轉(zhuǎn)速為750rpm，可見NjN中級。(電動機(jī)發(fā)熱條件通過,減速器：ZL

14、Z-160-12.5-IV )2.2.7 驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率實(shí)際運(yùn)行的速度：Vdc=Vdc i。/ i。=9012.3/12.5=88.56m/min誤差：=（Vdc- Vdc）/ Vdc=（90-88.56）/90100%=1.6%15%合適實(shí)際所需的電動機(jī)功率：Nj=NjVdc/ Vdc=2.5488.56/90=2.49KW由于NjN,故所選減速器功率合適。2.2.10 驗(yàn)算啟動不打滑條件由于起重機(jī)室內(nèi)使用,故坡度阻力及風(fēng)阻力不考慮在內(nèi).以下按三種情況計(jì)算.1.兩臺電動機(jī)空載時同時驅(qū)動：n=nz式中p1=33.8+50.2=84KN-主動輪輪壓p2= p1=84KN-從動輪輪壓

15、f=0.2-粘著系數(shù)(室內(nèi)工作)nz防止打滑的安全系數(shù).nz1.051.2n = =2.97nnz,故兩臺電動機(jī)空載啟動不會打滑2.事故狀態(tài)當(dāng)只有一個驅(qū)動裝置工作,而無載小車位于工作著的驅(qū)動裝置這一邊時,則n=nz式中p1=50.2KN-主動輪輪壓 p2=2+=233.8+50.2=117.8KN-從動輪輪壓-一臺電動機(jī)工作時空載啟動時間= =13.47 sn= =2.94nnz,故不打滑.3.事故狀態(tài)當(dāng)只有一個驅(qū)動裝置工作,而無載小車遠(yuǎn)離工作著的驅(qū)動裝置這一邊時,則n=nz式中P1=33.8KN-主動輪輪壓P2=2=33.8+2*50.2=134.2KN-從動輪輪壓= 13.47 S 與第(

16、2)種工況相同n=1.89 故也不會打滑結(jié)論:根據(jù)上述不打滑驗(yàn)算結(jié)果可知,三種工況均不會打滑2.2.11選擇制動器由1中所述,取制動時間tz=5s按空載計(jì)算動力矩,令Q=0,得:Mz=式中= =-19.2NmPp=0.002G=1680000.002=336NPmin=G=1344NM=2-制動器臺數(shù).兩套驅(qū)動裝置工作Mz=41.2 Nm現(xiàn)選用兩臺YWZ-200/25的制動器，查1表18-10其制動力矩M=200 Nm，為避免打滑，使用時將其制動力矩調(diào)制3.5 Nm以下。2.2.12 選擇聯(lián)軸器根據(jù)傳動方案,每套機(jī)構(gòu)的高速軸和低速軸都采用浮動軸.1.機(jī)構(gòu)高速軸上的計(jì)算扭矩：=110.61.4=

17、154.8 Nm式中MI連軸器的等效力矩. MI=255.3=110.6 Nm等效系數(shù) 取=2查2表2-7Mel=9.75*=55.3 Nm由2表33-20查的:電動機(jī)Y160M1-8,軸端為圓柱形,d1=48mm,L=110mm;由219-5查得ZLZ-160-12.5-iv的減速器,高速軸端為d=32mm,l=58mm,故在靠電機(jī)端從由表2選聯(lián)軸器ZLL2（浮動軸端d=40mm;MI=630Nm,(GD2)ZL=0.063Kgm,重量G=12.6Kg） ；在靠近減速器端，由2選用兩個聯(lián)軸器ZLD，在靠近減速器端浮動軸端直徑為d=32mm;MI=630 Nm, (GD2)L=0.015Kgm

18、, 重量G=8.6Kg. 高速軸上轉(zhuǎn)動零件的飛輪矩之和為： (GD2)ZL+(GD2)L=0.063+0.015=0.078 Kgm與原估算的基本相符，故不需要再算。2.低速軸的計(jì)算扭矩： =154.815.750.95=2316.2 Nm2.2.13 浮動軸的驗(yàn)算1）.疲勞強(qiáng)度的計(jì)算低速浮動軸的等效力矩：MI=1Meli=1.455.312.50.95=919.4Nm式中1等效系數(shù)，由2表2-7查得1=1.4由上節(jié)已取得浮動軸端直徑D=60mm，故其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為： N/cm2由于浮動軸載荷變化為循環(huán)（因?yàn)楦虞S在運(yùn)行過程中正反轉(zhuǎn)矩相同），所以許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為： =4910 N/cm2式中，材料用

19、45號鋼，取sb=60000 N/cm2; ss=30000N/cm2,則t-1=0.22sb=0.2260000=13200N/cm2；ts=0.6ss=0.630000=18000N/cm2K=KxKm=1.61.2=1.92考慮零件的幾何形狀表面狀況的應(yīng)力集中系數(shù)Kx=1.6，Km=1.2，nI=1.4安全系數(shù)，由2表2-21查得tnt-1k 故疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算通過。2）.靜強(qiáng)度的計(jì)算計(jì)算強(qiáng)度扭矩：Mmax=2Meli =2.555.312.50.95=1641.7 Nm式中2動力系數(shù)，查2表2-5的2=2.5扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：t=3800N/cm2許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力：N/cm2 ttII,故強(qiáng)度驗(yàn)算通

20、過。高速軸所受扭矩雖比低速軸小，但強(qiáng)度還是足夠，故高速軸驗(yàn)算省去。2.2.14 緩沖器的選擇1.碰撞時起重機(jī)的動能 W動= G帶載起重機(jī)的重量G=168000+1000000.1 =178000N V0碰撞時的瞬時速度，V0=（0.30.7）Vdx g重力加速度取10m/s2則W動= =5006.25 N m2. 緩沖行程內(nèi)由運(yùn)行阻力和制動力消耗的功 W阻=（P摩+P制）S 式中P摩運(yùn)行阻力，其最小值為Pmin=Gf0min=1780000.008=1424N f0min最小摩擦阻力系數(shù)可取f0min=0.008 P制制動器的制動力矩?fù)Q算到車輪踏面上的力，亦可按最大制動減速度計(jì)算 P制=178

21、000.55=9790N =0.55 m /s2 S緩沖行程取S=140 mm因此W阻=（1424+9790）0.14=1569.96N m3. 緩沖器的緩沖容量 一個緩沖器要吸收的能量也就是緩沖器應(yīng)該具有的緩沖容量為： =5006.25-1569.96 =3436.29 N m 式中 n緩沖器的個數(shù) 取n=1由1表22-3選擇彈簧緩沖器彈簧D=120 mm，d=30 mm焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 端梁的設(shè)計(jì)3.端梁的設(shè)計(jì)3.1 端梁的尺寸的確定3.1.1端梁的截面尺寸1.端梁截面尺寸的確定： 上蓋板d1=10mm, 中部下蓋板d1=10 mm 頭部下蓋板d2=12mm 按照1表19-4

22、直徑為500mm的車輪組尺寸，確定端梁蓋板寬度和腹板的高度時，首先應(yīng)該配置好支承車輪的截面，其次再確定端梁中間截面的尺寸。配置的結(jié)果，車輪輪緣距上蓋板底面為25mm;車輪兩側(cè)面距離支承處兩下蓋板內(nèi)邊為10 mm，因此車輪與端梁不容易相碰撞；并且端梁中部下蓋板與軌道便的距離為55 mm。如圖示（3-1）端梁的截面尺寸圖（3-1）3.1.2 端梁總體的尺寸大車輪距的確定：K=（）L=（）16.5=2.063.3m取K=3300 端梁的高度 H0=（0.40.6）H主 取H0=500確定端梁的總長度L=41003.2 端梁的計(jì)算1.計(jì)算載荷的確定 設(shè)兩根主梁對端梁的作用力Q(G+P)max相等，則端

23、梁的最大支反力：RA= 式中 K大車輪距，K=330cm Lxc小車輪距，Lxc=200cm a2傳動側(cè)車輪軸線至主梁中心線的距離，取a2=70 cm =114237N 因此RA= =117699N 2.端梁垂直最大彎矩 端梁在主梁支反力作用下產(chǎn)生的最大彎矩為： Mzmax=RAa1=11769960=7.06106N a1導(dǎo)電側(cè)車輪軸線至主梁中心線的距離，a1=60 cm。 3.端梁的水平最大彎矩1）. 端梁因車輪在側(cè)向載荷下產(chǎn)生的最大水平彎矩： =Sa1 式中：S車輪側(cè)向載荷，S=lP； l側(cè)壓系數(shù)，由圖2-3查得，l=0.08； P車輪輪壓，即端梁的支反力P=RA 因此： =lRAa1=

24、0.0811769960=564954Ncm 2）.端梁因小車在起動、制動慣性載荷作用下而產(chǎn)生的最大水平彎矩： =a1式中小車的慣性載荷：= P1=37000/7=5290N 因此： =327018Ncm 比較和兩值可知，應(yīng)該取其中較大值進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。4.端梁的強(qiáng)度驗(yàn)算 端梁中間截面對水平重心線X-X的截面模數(shù)： =2380.8 端梁中間截面對水平重心線X-X的慣性矩： =2380.8 =59520 端梁中間截面對垂直重心線Y-Y的截面模數(shù)： =1154.4 端梁中間截面對水平重心線X-X的半面積矩： =1325.6 端梁中間截面的最大彎曲應(yīng)力： =2965+489=3454N/cm2 端梁中

25、間截面的剪應(yīng)力： =2120 N/cm2 端梁支承截面對水平重心線X-X的慣性矩、截面模數(shù)及面積矩的計(jì)算如下： 首先求水平重心線的位置 水平重心線距上蓋板中線的距離： C1= =5.74 cm水平重心線距腹板中線的距離： C2=5.74-0.5-0.512.7 =-1.11 cm 水平重心線距下蓋板中線的距離： C3=（12.7+0.5+0.6）-5.74 =8.06cm端梁支承截面對水平重心線X-X的慣性矩： =4013+4015.742+212.730.6+212.70.61.112+2111.23+2111.28.062=3297cm4端梁支承截面對水平重心線X-X的最小截面模數(shù)： =

26、=3297 =406.1 cm3 端梁支承截面水平重心線X-X下部半面積矩： =2111.28.06+（8.06-0.6）0.6（8.06-0.6）/2 =229.5 cm3 端梁支承截面附近的彎矩： =RAd=11769914=1647786Ncm 式中 端梁支承截面的彎曲應(yīng)力： =4057.6N/cm2 端梁支承截面的剪應(yīng)力： =6827.4 N/cm2 端梁支承截面的合成應(yīng)力： =12501.5 N/cm2 端梁材料的許用應(yīng)力： sdII=(0.800.85) sII =(0.800.85)16000=1280013600 N/cm2 tdII=(0.800.85) tII = (0.8

27、00.85)9500 =76008070 N/cm2 驗(yàn)算強(qiáng)度結(jié)果，所有計(jì)算應(yīng)力均小于材料的許用應(yīng)力，故端梁的強(qiáng)度滿足要求。3.3 主要焊縫的計(jì)算3.3.1 端梁端部上翼緣焊縫端梁支承截面上蓋板對水平重心線X-X的截面積矩：=4015.74=229.6 cm3端梁上蓋板翼緣焊縫的剪應(yīng)力： =4878.8 N/cm2 式中n1上蓋板翼緣焊縫數(shù)； hf焊肉的高度，取hf=0.6 cm3.3.2 下蓋板翼緣焊縫的剪應(yīng)力驗(yàn)算端梁支承截面下蓋板對水平重心線X-X的面積矩：=2121.28.06=232.128 cm3端梁下蓋板翼緣焊縫的剪應(yīng)力： =4929.8 N/cm2由1表 查得t=9500 N/c

28、m2，因此焊縫計(jì)算應(yīng)力滿足要求。焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 端梁接頭的設(shè)計(jì)4 端梁接頭的設(shè)計(jì)4.1 端梁接頭的確定及計(jì)算端梁的安裝接頭設(shè)計(jì)在端梁的中部，根據(jù)端梁輪距K大小，則端梁有一個安裝接頭。端梁的街頭的上蓋板和腹板焊有角鋼做的連接法蘭，下蓋板的接頭用連接板和受剪切的螺栓連接。頂部的角鋼是頂緊的，其連接螺栓基本不受力。同時在下蓋板與連接板鉆孔是應(yīng)該同時鉆孔。如下圖為接頭的安裝圖下蓋板與連接板的連接采用M18的螺栓，而角鋼與腹板和上蓋板的連接采用M16的螺栓。（a）連接板和角鋼連接圖4-1(b)4.1.1 腹板和下蓋板螺栓受力計(jì)算1.腹板最下一排螺栓受力最大，每個螺栓所受的拉力為： N拉=

29、12500N2.下腹板每個螺栓所受的剪力相等，其值為： N剪= = =7200N式中n0下蓋板一端總受剪面數(shù)；n0=12 N剪 下蓋板一個螺栓受剪面所受的剪力： n一側(cè)腹板受拉螺栓總數(shù)；n=12 d1腹板上連接螺栓的直徑（靜截面） d0下腹板連接螺栓的直徑；d1=16mm H梁高；H=500 mm M連接處的垂直彎矩；M=7.06106其余的尺寸如圖示4.1.2 上蓋板和腹板角鋼的連接焊縫受力計(jì)算1. 上蓋板角鋼連接焊縫受剪，其值為： Q= =172500N2.腹板角鋼的連接焊縫同時受拉和受彎，其值分別為： N腹= = =43100NM腹= =2843000Nmm4.2 計(jì)算螺栓和焊縫的強(qiáng)度4

30、.2.1 螺栓的強(qiáng)度校核1.精制螺栓的許用抗剪承載力：N剪= = =103007.7N 2.螺栓的許用抗拉承載力N拉= =27129.6N式中t=13500N/cm2 s=13500N/cm2 由1表25-5查得由于N拉N拉 ,N剪N剪 則有所選的螺栓符合強(qiáng)度要求4.2.2 焊縫的強(qiáng)度校核1.對腹板由彎矩M產(chǎn)生的焊縫最大剪應(yīng)力：tM=15458.7N/ cm2式中I =395.4 焊縫的慣性矩其余尺寸見圖 2.由剪力Q產(chǎn)生的焊縫剪應(yīng)力：tQ= =4427.7N/ cm2折算剪應(yīng)力：t= =16079.6 N/ cm2t=17000 N/ cm2t由1表25-3查得式中h焊縫的計(jì)算厚度取h=6m

31、m3.對上角鋼的焊縫t=211.5 N/ cm2t由上計(jì)算符合要求。焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì) 第五章 焊接工藝設(shè)計(jì)5 焊接工藝設(shè)計(jì)對橋式起重機(jī)來說，其橋架結(jié)構(gòu)主要是由很多鋼板通過焊接的方法連接在一起，焊接的工藝的正確與否直接影響橋式起重機(jī)的力學(xué)性能和壽命。角焊縫常用的確定焊角高度的方法5-1角焊縫最小厚度為：a0.3dmax+1dmax為焊接件的較大厚度，但焊縫最小厚度不小于4mm，當(dāng)焊接件的厚度小于4mm時，焊縫厚度與焊接件的厚度相同。角焊縫的厚度還不應(yīng)該大于較薄焊接件的厚度的1.2倍，即:a1.2dmin按照以上的計(jì)算方法可以確定端梁橋架焊接的焊角高度a=6mm.在端梁橋架連接過程中均采用手

32、工電弧焊，在焊接的過程中焊縫的布置很關(guān)鍵，橋架的焊縫有很多地方密集交叉在設(shè)計(jì)時應(yīng)該避免如圖5-1（a）、5-1（b）示5-2（a）5-2（b）定位板和彎板的焊接時候，由于定位板起導(dǎo)向作用，在焊接時要特別注意，焊角高度不能太高，否則車輪組在和端梁裝配的時，車輪組不能從正確位置導(dǎo)入，焊接中采用E5015（J507）焊條，焊條直徑d=3.2mm,焊接電流160A,焊角高度最大4。如圖5-2位彎板和定位板的焊接5-3 角鋼和腹板、上蓋板的焊接采用的是搭接的方法，在焊好后再將兩段端梁拼在一塊進(jìn)行鉆孔。由于所用的板材厚度大部分都小于10mm ,在焊接過程中都不開坡口進(jìn)行焊接。主要焊縫的焊接過程如下表：焊接

33、順序焊接名稱焊接方法接頭形式焊接工藝1小筋板腹板手工電弧焊雙面角接不開坡口，采用E5015（J507）焊條，焊條直徑d=4mm,焊接電流160210A2筋板腹板手工電弧焊雙面角接同上3端面板腹板手工電弧焊雙面角接同上4定位板彎板手工電弧焊搭接不開坡口，采用E5015（J507）焊條，焊條直徑d=3.2mm,焊接電流160A彎板腹板手工電弧焊雙面角接不開坡口，采用E5015（J507）焊條，焊條直徑d=4mm,焊接電流160210A5角鋼腹板手工電弧焊搭接同上角鋼上蓋板手工電弧焊搭接同上6腹板大筋板手工電弧焊角接同上7下蓋板腹板手工電弧焊雙面角接同上8大筋板下蓋板手工電弧焊角接同上9上蓋板腹板手

34、工電弧焊角接同上10大筋板上蓋板手工電弧焊角接同上焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊 起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊編寫組，機(jī)械工業(yè)出版社，19802 機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊 吳宗澤主編，機(jī)械工業(yè)出版社，20023 起重機(jī)課程設(shè)計(jì) 北京鋼鐵學(xué)院編，冶金工業(yè)出版社，19824 焊接手冊 中國機(jī)械工程學(xué)會焊接學(xué)會編，機(jī)械工業(yè)出版社，1992焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì) 致謝致謝首先向機(jī)電工程系的全體老師表示衷心的感謝，在這三年的時間里，他們?yōu)槲覀兊某砷L和進(jìn)步做出了貢獻(xiàn)。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，有許多老師給予了指導(dǎo)和幫助,尤其是盧杉老師和張曙靈老師，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個過程中，給了我們很大幫助,做為我們的輔導(dǎo)老師，盡職盡責(zé)，一絲不茍。至此，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)也將告以段落，但老師的教誨卻讓人終生難忘，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不但使我學(xué)到了知識，也讓我學(xué)到了許多的道理，總之是受益匪淺。盡管我在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中做出了很多的努力，但由于我的水平有限，設(shè)計(jì)中的錯誤和不當(dāng)之處仍在所難免，望老師提出寶貴的意見。最后，向文中引用到其學(xué)術(shù)論著及研究成果的學(xué)術(shù)前輩與同行們致謝！再次向敬愛的老師表示衷心的感謝！