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存檔編碼：畢畢業(yè)業(yè)作作業(yè)業(yè)周周次次進(jìn)進(jìn)度度計(jì)計(jì)劃劃、檢檢查查落落實(shí)實(shí)表表 系 課題（設(shè)計(jì)）名稱：10噸位橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu) 開始日期：周次起止日期工作計(jì)劃、進(jìn)度每周主要完成內(nèi)容存在問題、改進(jìn)方法指導(dǎo)教師意見并簽字備 注1-32012年11月12日-2012年12月2日教師下達(dá)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，學(xué)生初步閱讀資料，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告。按照任務(wù)書要求查閱論文相關(guān)參考資料，填寫畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告書有些生疏 對(duì)起重機(jī)不夠全面了解4-102012年12月3日-2013年1月20日指導(dǎo)專業(yè)實(shí)訓(xùn)數(shù)控編程實(shí)訓(xùn)有時(shí)編程會(huì)出現(xiàn)一些小錯(cuò)誤，能及時(shí)改正11-122013年1月21日-3月1日指導(dǎo)畢業(yè)實(shí)習(xí)在添富工貿(mào)廠實(shí)習(xí)操作流程不是特別熟悉132013年3月4日-3月8日繼續(xù)整理資料、分析、比較各種設(shè)計(jì)方案選擇了幾種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行計(jì)算 方案的選擇142013年3月11日-3月15日確定最合適的總設(shè)計(jì)方案確定了總體設(shè)計(jì)方案計(jì)算方面的問題152013年3月18日-3月22日總體設(shè)計(jì)（包括參數(shù)計(jì)算及結(jié)構(gòu)分析計(jì)算）進(jìn)行參數(shù)計(jì)算及結(jié)構(gòu)分析選擇最適合的結(jié)構(gòu)162013年3月25日-3月29日總體設(shè)計(jì)（完成參數(shù)計(jì)算及結(jié)構(gòu)分析計(jì)算后繪制草圖：總裝配圖）繪制了總裝配圖有些方面的圖不是很清楚地畫出來172013年4月1日-4月5日總體設(shè)計(jì)（最后完成部件裝配圖）繪制了部件裝配圖有些圖的部位不是很清楚182013年4月8日-4月12日零件設(shè)計(jì)進(jìn)行零件設(shè)計(jì)上網(wǎng)查閱資料進(jìn)行改進(jìn)192013年4月15日-4月19日零件設(shè)計(jì)進(jìn)行零件設(shè)計(jì)上網(wǎng)查閱資料進(jìn)行改進(jìn)202013年4月22日-4月26日零件設(shè)計(jì)進(jìn)行零件設(shè)計(jì)上網(wǎng)查閱資料進(jìn)行改進(jìn)212013年4月29日-5月3日整理設(shè)計(jì)說明書整理了設(shè)計(jì)說明書排版先后問題222013年5月6日-5月10日完成設(shè)計(jì)說明書完成說明書的設(shè)計(jì)排版及格式的整理232012年5月13日-5月17日對(duì)圖和說明書完善、定稿完善圖和說明書排版及格式問題242013年5月20日-5月25日排版、打印、裝訂、答辯準(zhǔn)備做最后的準(zhǔn)備認(rèn)真回看自己的設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備答辯更順利周次起止日期工作計(jì)劃、進(jìn)度每周主要完成內(nèi)容存在問題、改進(jìn)方法指導(dǎo)教師意見并簽字備 注畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書
一、 題目及專題：
1、題目 十噸位橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
２、專題
二、課題來源及選題依據(jù)
本次課程設(shè)計(jì)的課題來源于正常的生產(chǎn)實(shí)踐需求。
選題的相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)：
起重機(jī)的起重量Q=10T，
橋架跨度L=22.5m，
大車運(yùn)行速度Vdc=43.8m/min，工作類型為中級(jí)，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)。
3、 本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：
1. 了解橋式起重機(jī)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)和工作原理。
2. 完成3張A0圖紙（折合）。
3. 撰寫設(shè)計(jì)說明書，內(nèi)容包括：課題的目的、意義、國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)；研究的主要內(nèi)容；總體方案的擬定和主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算；傳動(dòng)方案的確定及設(shè)計(jì)計(jì)算，主要工作部件的設(shè)計(jì)；主要零件分析計(jì)算和校核；參考文獻(xiàn)。文字在30頁(yè)左右，條理清楚，計(jì)算有據(jù)，格式按無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)）規(guī)范化要求。
四、接受任務(wù)學(xué)生：
五、開始及完成日期：
自2012年11月12日 至2013年5月25日
六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）：
指導(dǎo)教師 簽名
簽名
簽名
教研室主任
〔學(xué)科組組長(zhǎng)〕 簽名
系主任 簽名
2012年 11 月 12 日
編號(hào)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題目：十噸位橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
2013年5月 25日
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
誠(chéng) 信 承 諾 書
本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 十噸位橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。
作者姓名：
2013 年 5 月 25 日
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書
一、 題目及專題：
1、題目 十噸位橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
２、專題
二、課題來源及選題依據(jù)
本次課程設(shè)計(jì)的課題來源于正常的生產(chǎn)實(shí)踐需求。
選題的相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)：
起重機(jī)的起重量Q=10T，
橋架跨度L=22.5m，
大車運(yùn)行速度Vdc=43.8m/min，工作類型為中級(jí)，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)。
3、 本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：
1. 了解橋式起重機(jī)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)和工作原理。
2. 完成3張A0圖紙（折合）。
3. 撰寫設(shè)計(jì)說明書，內(nèi)容包括：課題的目的、意義、國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)；研究的主要內(nèi)容；總體方案的擬定和主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算；傳動(dòng)方案的確定及設(shè)計(jì)計(jì)算，主要工作部件的設(shè)計(jì)；主要零件分析計(jì)算和校核；參考文獻(xiàn)。文字在30頁(yè)左右，條理清楚，計(jì)算有據(jù)，格式按無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)）規(guī)范化要求。
四、接受任務(wù)學(xué)生：
五、開始及完成日期：
自2012年11月12日 至2013年5月25日
六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）：
指導(dǎo)教師 簽名
簽名
簽名
教研室主任
〔學(xué)科組組長(zhǎng)〕 簽名
系主任 簽名
2012年 11 月 12 日
摘 要
橋式起重機(jī)是一種工作性能比較穩(wěn)定，工作效率比較高的起重機(jī)。隨著我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展，橋式起重機(jī)越來越多的應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。在工廠中搬運(yùn)重物，機(jī)床上下件，裝運(yùn)工作吊裝零部件，流水在線的定點(diǎn)工作等都要用到起重機(jī)。在查閱相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，綜述了橋式起重機(jī)的開發(fā)和研究成果,重點(diǎn)對(duì)橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、端梁、主梁、焊縫及連接進(jìn)行設(shè)計(jì)并進(jìn)行強(qiáng)度核算,主要是進(jìn)行端梁的抗震性設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算和支承處的接觸應(yīng)力分析計(jì)計(jì)算過程。設(shè)計(jì)包括電動(dòng)機(jī),減速器,聯(lián)軸器,軸承的選擇和校核。設(shè)計(jì)中參考了許多相關(guān)數(shù)據(jù), 運(yùn)用多種途徑, 利用現(xiàn)有的條件來完成設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)通過反復(fù)考慮多種設(shè)計(jì)方案, 認(rèn)真思考, 反復(fù)核算, 力求設(shè)計(jì)合理;通過采取計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法以及參考他人的經(jīng)驗(yàn), 力求有所創(chuàng)新;通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法, 繪圖和設(shè)計(jì)計(jì)算都充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大輔助功能, 力求設(shè)計(jì)高效。
關(guān)鍵詞：橋式起重機(jī),大車運(yùn)行機(jī)構(gòu),主梁，端梁，焊縫
Abstract
Bridge crane is a kind of performance is stability, the working efficiency is relatively high crane. Along with the development of China's manufacturing industry,bridge crane is applied to industrial production more and more . Carrying heavy loads in factories , machine tool fluctuation pieces, shipping work on the assembly line for hoisting parts, the designated work with a crane.On the basis of literature review, summarized the bridge crane development and research results, focusing on bridge crane during operation organization, main beam,end beam weld and connection for design and the strength calculation; Mainly for the girders extent design and strength calculation and the support of contact stress analysis program in calculation. Design including motor, reducer, coupling, bearing choosing and checking.
The design refer to many related information, reference to apply a variety of ways, make the existing conditions to complete design. By considering various design scheme repeatedly, thinking deeply,strive to design reasonable; By taking computer aided design method and reference the experience of others,strive to make innovation; Through computer aided design method, graphics and design calculations give fullplay to the powerful auxiliary function, computer to design efficient.
Key words: bridge crane; during operation organization; main beam; end beam;weld
目 錄
摘 要 IV
Abstract V
目 錄 VI
1 緒論 1
1.1 起重機(jī)背景及其理論 1
1.2 實(shí)際意義 1
1.3 研究現(xiàn)狀及存在問題 1
1.4 起重機(jī)國(guó)內(nèi)與國(guó)外發(fā)展動(dòng)向 2
1.4.1 國(guó)內(nèi)橋式起重機(jī)發(fā)展動(dòng)向 2
1.4.2 國(guó)外起重機(jī)的發(fā)展動(dòng)向 2
1.5 橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 3
2 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 5
2.1 設(shè)計(jì)的基本原則和要求 5
2.1.1 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案 5
2.1.2 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)具體布置的主要問題： 5
2.2 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算 6
2.2.1 確定機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案 6
2.2.2 選擇車輪與軌道，并驗(yàn)算其強(qiáng)度 6
2.2.3 運(yùn)行阻力計(jì)算 8
2.2.4 選擇電動(dòng)機(jī) 9
2.2.5 驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率條件 9
2.2.6 減速器的選擇 10
2.2.7 驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率 10
2.2.8 驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間 10
2.2.9 起動(dòng)工況下校核減速器功率 11
2.2.10 驗(yàn)算啟動(dòng)不打滑條件 11
2.2.11 選擇制動(dòng)器 13
2.2.12 選擇聯(lián)軸器 14
2.2.13 浮動(dòng)軸的驗(yàn)算 14
2.2.14 緩沖器的選擇 15
3 端梁的設(shè)計(jì) 17
3.1 端梁的尺寸的確定 17
3.1.1端梁的截面尺寸 17
3.1.2 端梁總體的尺寸 17
3.2 端梁的計(jì)算 17
3.3 主要焊縫的計(jì)算 20
3.3.1 端梁端部上翼緣焊縫 20
3.3.2 下蓋板翼緣焊縫的剪應(yīng)力驗(yàn)算 21
4 端梁接頭的設(shè)計(jì) 22
4.1 腹板和下蓋板螺栓受力計(jì)算 22
4.2 計(jì)算螺栓和焊縫的強(qiáng)度 24
4.2.1 螺栓的強(qiáng)度校核 24
4.2.2 焊縫的強(qiáng)度校核 24
5 焊接工藝設(shè)計(jì) 26
6 結(jié)論與展望 30
致 謝 31
參考文獻(xiàn) 32
V
十噸位橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
1 緒論
1.1 起重機(jī)背景及其理論
橋式起重機(jī)是架設(shè)在高架軌道上運(yùn)行的一種橋架型起重機(jī)，又稱為天車。橋式起重機(jī)的橋架沿著鋪設(shè)在兩側(cè)的高架軌道縱向運(yùn)行，起重小車沿著鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向運(yùn)行，構(gòu)成覆蓋一定面積的工作區(qū)域，這樣可以充分利用橋架下面的空間吊運(yùn)、裝卸貨物，不受地面設(shè)施、貨物的阻礙。橋式起重機(jī)廣泛地應(yīng)用在室內(nèi)外倉(cāng)庫(kù)、廠房、機(jī)場(chǎng)、港口和露天貨物場(chǎng)所等處。二十世紀(jì)以來，隨著鋼鐵、機(jī)械制造業(yè)和鐵路、港口、航空運(yùn)輸及交通業(yè)的的發(fā)展，大大的促進(jìn)了起重運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)的發(fā)展。對(duì)起重運(yùn)輸機(jī)械的性能也提出了更高的要求?，F(xiàn)代起重運(yùn)輸機(jī)械擔(dān)當(dāng)著繁重的貨物搬運(yùn)任務(wù)，是工廠、港口、貨運(yùn)鐵路等工作部門實(shí)現(xiàn)貨物搬運(yùn)、裝卸現(xiàn)代化、機(jī)械化的關(guān)鍵。因而起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)都用質(zhì)量可靠的鋼材制造，并用焊接代替鉚接，不但簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，縮短了制造時(shí)間，而且大大地減輕了自身的重量，焊接結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代金屬結(jié)構(gòu)的特征。我國(guó)是應(yīng)用起重機(jī)械最早的國(guó)家之一，我們的祖先采用杠桿搬運(yùn)石料建造城墻，就是利用起重設(shè)備節(jié)省人力、裝卸貨物的例子。幾千年的封建統(tǒng)治和近代革命戰(zhàn)爭(zhēng)的影響，我國(guó)工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，自行設(shè)計(jì)制造的起重機(jī)械很少，絕大多數(shù)起重運(yùn)輸機(jī)械需要依靠進(jìn)口。新中國(guó)成立以來，隨著冶金、鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，起重運(yùn)輸機(jī)械也獲得了很好的發(fā)展，全國(guó)剛解放就建立了全國(guó)最大的大連起重機(jī)械廠，1949 年10月，在該廠試制成功我國(guó)第一臺(tái)起重量為50 噸，跨度為22.5m 的橋式起重機(jī)。為培養(yǎng)起重運(yùn)輸機(jī)械專業(yè)的人才，多所高等工業(yè)學(xué)校，創(chuàng)辦了起重運(yùn)輸機(jī)械專業(yè)。到目前為止，我國(guó)通用門式起重機(jī)和工程起重機(jī)已擺脫了仿制進(jìn)口，完全有能力設(shè)計(jì)制造各種大型先進(jìn)的起重設(shè)備。無(wú)論從結(jié)構(gòu)形式，還是性能指針都達(dá)到世界領(lǐng)先水平。
1.2 實(shí)際意義
我國(guó)起重運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)從新中國(guó)成立后開始建立并逐步發(fā)展壯大，并已形成了各種類型的產(chǎn)品范圍和龐大的企業(yè)群體，服務(wù)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)各個(gè)行業(yè)。改革開房以來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的起重運(yùn)輸機(jī)械制造業(yè)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。目前起重機(jī)械銷售應(yīng)用市場(chǎng)的前景非常廣闊，2011年度起重運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)銷售額達(dá)到2730億元，“十一五”期間平均每年超過15%，20112年度市場(chǎng)依然保持著持續(xù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。
70年代以來，起重機(jī)的類型、規(guī)格、性能和技術(shù)水平都獲得了極大的發(fā)展，除了滿足國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)起重機(jī)日益增長(zhǎng)的需要外，還向國(guó)外出口各種類型的高性能、高水平的起重機(jī)。由此可見，起重機(jī)的設(shè)計(jì)制造，也能從一個(gè)方面反映出一個(gè)國(guó)家的工業(yè)現(xiàn)代化水平。
1.3 研究現(xiàn)狀及存在問題
上個(gè)世紀(jì)70年代以來，隨著生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，起重機(jī)械無(wú)論在類型及質(zhì)量上都得到了極其迅速的發(fā)展。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，特別是國(guó)家加大基礎(chǔ)工程建設(shè)的結(jié)構(gòu)部件和機(jī)械設(shè)備的重量也越來越大，特別是大型水電站、石油、化工、港口、冶金、航天以及公用民用高層建筑的安裝作業(yè)的迫切需要，極大的促進(jìn)了起重機(jī)、特別是大型起重機(jī)的發(fā)展，起重機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)得到了迅速發(fā)展。隨著起重機(jī)的使用頻率、起重量的增大，對(duì)其安全性能、經(jīng)濟(jì)性能、效率以及耐久性能等問題，也越來越引起人們的重視，并對(duì)設(shè)計(jì)理念、方法及手段的探討也日趨深入。由于在起重機(jī)設(shè)計(jì)中采取常規(guī)設(shè)計(jì)方法時(shí)，許多構(gòu)件存在不合理性，進(jìn)而影響整個(gè)設(shè)備性能。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，在很大范圍內(nèi)解決了起重機(jī)的設(shè)計(jì)中遇到的一些問題，尤其是有限元分析方法與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，為起重機(jī)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確分析提供了強(qiáng)力的有效手段，在實(shí)際工程已日益普及，且今后的結(jié)構(gòu)分析從孤立的單個(gè)構(gòu)件轉(zhuǎn)變到整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的整體空間分析。
1.4 起重機(jī)國(guó)內(nèi)與國(guó)外發(fā)展動(dòng)向
起重機(jī)作為一種古老的機(jī)械，時(shí)至今日，在其承載方式、驅(qū)動(dòng)裝置、取物機(jī)構(gòu)、控制方法及安全等方面上都有了完善的發(fā)展，其設(shè)計(jì)理念、制造工藝、檢測(cè)方法等都日趨規(guī)范、完善，已經(jīng)成為安全可靠的機(jī)械。隨著生產(chǎn)力發(fā)展，起重機(jī)的種類、形式也需要相應(yīng)地發(fā)展和創(chuàng)新，性能也需要不斷加強(qiáng)與完善。隨著現(xiàn)代化設(shè)計(jì)方法的建立，以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段的廣泛應(yīng)用，起重機(jī)設(shè)計(jì)理念和方法得到了進(jìn)一步的發(fā)展，其它技術(shù)領(lǐng)域和相鄰工業(yè)部門不斷取得的新科技成果在起重機(jī)上不斷的滲透、推廣應(yīng)用等，使得起重機(jī)的各方面都不斷地發(fā)得到展。因此，起重機(jī)向現(xiàn)代化、智能化、數(shù)字化、更安全可靠方便的方向不斷發(fā)展。
1.4.1 國(guó)內(nèi)橋式起重機(jī)發(fā)展動(dòng)向
加入世貿(mào)組織后，雖然國(guó)內(nèi)市場(chǎng)(特別是配件)將受到較大沖擊，但同時(shí)也給我們帶來了大量的新技術(shù)，使國(guó)內(nèi)主要起重機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)更深刻認(rèn)識(shí)到差距，更深刻地了解國(guó)產(chǎn)起重機(jī)械存在的致命問題，引導(dǎo)主要起重機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)的進(jìn)行進(jìn)一步的技術(shù)創(chuàng)新。隨著機(jī)械起重產(chǎn)品十多年來隨著技術(shù)的引進(jìn)、消化、吸收，有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，產(chǎn)品性能、可靠性、外觀都有較大幅度的改善和提升，但同國(guó)外同類型產(chǎn)品比較來看，仍然存在較大差距，就工程起重機(jī)而言，今后的發(fā)展主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：
（1）整機(jī)性能，隨著先進(jìn)技術(shù)和新型材料的應(yīng)用,同種型號(hào)的產(chǎn)品，整機(jī)重量將要比現(xiàn)在輕15%左右。隨著結(jié)構(gòu)分析應(yīng)用和先進(jìn)設(shè)備的使用,使得起重機(jī)的結(jié)構(gòu)形式更加合理
（2）高性能、高可靠性的配件,零部件選擇范圍大、適應(yīng)性能好,使得起重機(jī)性能得到充分發(fā)揮
（3）智能數(shù)字控制顯示系統(tǒng)的推廣應(yīng)用和電液比例控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用
（4）完善操作方法，使得起重機(jī)更方便、舒適、安全
（5）向吊重量大、起升高度、幅度更大的大噸位方向發(fā)展。
1.4.2 國(guó)外起重機(jī)的發(fā)展動(dòng)向
（1）重點(diǎn)產(chǎn)品大型化，高速化和專用化。
由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)效率日益提高，以及產(chǎn)品生產(chǎn)過程中物料將卸搬運(yùn)費(fèi)用所占比例逐漸增加，促使大型或高速起重機(jī)的需求量不斷增長(zhǎng)，起重量越來越大，工作速度越來越高，并對(duì)能耗和可靠性提出更嚴(yán)格的要求。目前世界上最大的履帶起重機(jī)起重量3000t，最大的橋式起重機(jī)起升重量200t，集裝箱岸連裝卸橋小車的最大運(yùn)行速度已達(dá)350m/min，堆垛起重機(jī)級(jí)最大運(yùn)行速度240m/min，垃圾處理用起重機(jī)的起升速度達(dá)100m/min。
（2）系列產(chǎn)品模塊化、組合化和標(biāo)準(zhǔn)化
用模塊化設(shè)計(jì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整機(jī)設(shè)計(jì)方法，將起重機(jī)上功能基本相同的構(gòu)件、部件和零件制成有多種用途的標(biāo)準(zhǔn)件，有相同連接方法和可互換的標(biāo)準(zhǔn)模塊，通過不同模塊的相互組合，形成不同功能和規(guī)格的起重機(jī)。
（3）通用產(chǎn)品小型化、輕型化和多樣化
絕大部分的起重機(jī)是在通用的場(chǎng)合使用，工作重量不是很重。這類起重機(jī)生產(chǎn)批量大、用途廣，考慮到綜合效益，要求起重機(jī)重量降低高度，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減小自重和輪壓，使得整體建筑物高度下降，建筑結(jié)構(gòu)輕型化，降低造價(jià)，降低成本。
（4）產(chǎn)品性能自動(dòng)化、智能化和數(shù)字化
起重機(jī)的更新和發(fā)展，在很大程度上取決于電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展。將機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合，將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、電力技術(shù)、光纜技術(shù)、液壓技術(shù)、模糊控制技術(shù)等技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械的驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的自動(dòng)化和智能化。大型高效起重機(jī)新一代電氣控制裝置已發(fā)展為全電子數(shù)字化控制系統(tǒng)。
（5）產(chǎn)品組合成套化、集成化和柔性化
在起重機(jī)單機(jī)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，通過計(jì)算機(jī)把各種起重運(yùn)輸機(jī)械組成一個(gè)物料搬運(yùn)集成系統(tǒng)，通過中央控制室的控制，與生產(chǎn)設(shè)備有機(jī)結(jié)合，與生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合。
（6）產(chǎn)品構(gòu)造新型化、美觀化和實(shí)用化
結(jié)構(gòu)方面采用薄壁型材和異形鋼、減少結(jié)構(gòu)的拼接焊縫，提高抗疲勞性能。采用各種高強(qiáng)度低合金鋼新材料，提高承載能力，改善受力條件，減輕自重和增加外形美觀。
1.5 橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：
了解設(shè)計(jì)的基本原則和要求，確定機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案，
解決大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)具體布置的主要問題，
計(jì)算大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的相關(guān)計(jì)算，
通過計(jì)算結(jié)果選擇車輪與軌道，驗(yàn)算校核其強(qiáng)度。
選擇電動(dòng)機(jī)，驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率條件
選擇合適的減速器
驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率
驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間，并驗(yàn)算啟動(dòng)不打滑條件
選擇制動(dòng)器、聯(lián)軸器
驗(yàn)算浮動(dòng)軸
選擇緩沖器
端梁的設(shè)計(jì)：
焊縫的計(jì)算，選擇合適的焊接方法，
端梁端部上翼緣焊縫，
驗(yàn)算下蓋板翼緣焊縫的剪應(yīng)力，
設(shè)計(jì)端梁接頭
計(jì)算腹板和下蓋板螺栓受力
計(jì)算校核螺栓和焊縫的強(qiáng)度
設(shè)計(jì)焊接工藝 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(duì)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(dòng)方案
大車機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案，基本分為兩類：主要分為集中驅(qū)動(dòng)和分別驅(qū)動(dòng)。
集中驅(qū)動(dòng)又分為高速和低速兩種。高速集中驅(qū)動(dòng)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，由電動(dòng)機(jī)通過制動(dòng)輪與聯(lián)軸器、傳動(dòng)軸直接連接，減速器安裝在主梁走臺(tái)的兩端。采用這種運(yùn)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案的傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速較高，傳遞轉(zhuǎn)矩小，而傳動(dòng)軸和軸系零件尺寸也較小、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的重量輕。低速集中驅(qū)動(dòng)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，由電機(jī)通過制動(dòng)輪直接與減速器聯(lián)接，減速器安裝在主梁走臺(tái)的中間。采用這種傳動(dòng)方案?jìng)鲃?dòng)軸轉(zhuǎn)速低，比較安全，但傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩大，因而一些零件的尺寸較大，使得整個(gè)機(jī)構(gòu)較重。
分別驅(qū)動(dòng)是在橋式起重機(jī)上裝兩套相同，但互不相連的驅(qū)動(dòng)裝置。其特點(diǎn)是省去了傳動(dòng)軸．而使運(yùn)行機(jī)構(gòu)自重減輕，由于分組性能好，使得安裝和維護(hù)保養(yǎng)都很方便。
分別傳動(dòng)和集中傳動(dòng)，橋式起重機(jī)常用的跨度（10.5-32M）范圍均可用分別傳動(dòng)的方案本設(shè)計(jì)采用分別傳動(dòng)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(zhǎng)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(shí)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)锨瑱C(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(dòng)性能和補(bǔ)償安裝的不準(zhǔn)確性著眼，凡是靠近電動(dòng)機(jī)、減速器和車輪的軸，最好都用浮動(dòng)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(tái)欄桿；盡量靠近端梁，使端梁能直接支撐一部分零部件的重量。
（3）對(duì)于分別傳動(dòng)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)應(yīng)該參考現(xiàn)有的資料，在浮動(dòng)軸有足夠的長(zhǎng)度的條件下，使安裝運(yùn)行機(jī)構(gòu)的平臺(tái)減小，占用橋架的一個(gè)節(jié)間到兩個(gè)節(jié)間的長(zhǎng)度，總之考慮到橋架的設(shè)計(jì)和制造方便。
（4）制動(dòng)器要安裝在靠近電動(dòng)機(jī)，使浮動(dòng)軸可以在運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動(dòng)時(shí)發(fā)揮吸收沖擊動(dòng)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=10T，
橋架跨度L=22.5m，
大車運(yùn)行速度Vdc=43.8m/min，工作類型為中級(jí)，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(dòng)方案
本起重機(jī)采用分別傳動(dòng)的方案如圖2.1
1—電動(dòng)機(jī) 2—制動(dòng)器 3—高速浮動(dòng)軸 4—聯(lián)軸器 5—減速器 6—聯(lián)軸器 7低速浮動(dòng)軸 8—聯(lián)軸器 9—車輪
圖2.1 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)
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(shí)的最大輪壓：
Pmax = （2.1）
=
=95.6KN
空載時(shí)最大輪壓：
P‘max=
=
=50.2KN
空載時(shí)最小輪壓：
P‘min = （2.2）
=
=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=30-60m/min，Q/G=0.595時(shí)工作類型為中級(jí)時(shí)，車輪直徑Dc=500mm，軌道為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(shí)的等效載荷：
Qd=Φ2·Q=0.6*100000=60000N
式中Φ2——等效系數(shù)，由[1]表4-8查得Φ2=0.6
車論的計(jì)算輪壓：
Pj= KCI· r ·Pd （2.3）
=1.05×0.89×77450
=72380N
式中：Pd——車輪的等效輪壓
Pd =
=
=77450N
r——載荷變化系數(shù)，查[1]表19-2，當(dāng)Qd/G=0.357時(shí)，r=0.89，Kc1——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(shí)，Kc1=1.05
根據(jù)點(diǎn)接觸情況計(jì)算疲勞接觸應(yīng)力：
sj=4000 （2.4）
=4000
=13555Kg/cm2
sj =135550N/cm2
式中r——軌頂弧形半徑，由[3]附錄22查得r=300mm，對(duì)于車輪材料ZG55II，當(dāng)HB>320時(shí)，[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=KcII·Pmax （2.5）
=1.1×95600
=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：4
jmax= （2.6）
=
=15353Kg/cm2
jmax =153530N/cm2
車輪采用ZG55II，查[1]表19-3得，HB>320時(shí)， [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=β（Q+G）（K+μ*d/2） （2.7）
由[1]表19-4 Dc=500mm車輪的軸承型號(hào)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(dòng)摩擦系數(shù)K=0.0006m，軸承摩擦系數(shù)μ=0.02，附加阻力系數(shù)β=1.5，代入上式中：
當(dāng)滿載時(shí)的運(yùn)行阻力矩：
Mm（Q=Q）= Mm(Q=Q)=b(Q+G)( k +m) =1.5（100000+168000）×（0.0006+0.02×0.14/2）
=804N·m
運(yùn)行摩擦阻力：
Pm（Q=Q）== （2.8）
=3216N
空載時(shí)：
Mm（Q=0）=β×G×（K+μd/2）
=1.5×168000×（0.0006+0.02×0.14/2）
=504N
P m（Q=0） = Mm（Q=0）/（Dc/2）
=504×2/0.5
=2016N
2.2.4 選擇電動(dòng)機(jī)
電動(dòng)機(jī)靜功率：
Nj=Pj·Vdc/（60·m· ） （2.9）
=3216×43.8/60/0.95/2=2.54KW
式中Pj=Pm（Q=Q）(P m（Q=0）=2016N)——滿載運(yùn)行時(shí)的靜阻力，m=2驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的臺(tái)數(shù)
初選電動(dòng)機(jī)功率：
N=Kd*Nj=1.3*2.54=3.3KW
式中Kd——電動(dòng)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(dòng)機(jī)YR160M-8；Ne=4KW，n1=705r/min，（GD2）=0.567kg/m2，電動(dòng)機(jī)的重量Gd=160kg
2.2.5 驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率條件
等效功率：
Nx=K25·r·Nj （2.10）
=0.75×1.3×2.54
=2.48KW
式中K25——工作類型系數(shù)，由[1]表8-16查得當(dāng)JC%=25時(shí)，K25=0.75，r——由[1]按照起重機(jī)工作場(chǎng)所得tq/tg=0.25，由[1]圖8-37估得r=1.3
由此可知：Nx
N,故所選減速器功率合適。
2.2.10 驗(yàn)算啟動(dòng)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(tái)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)同時(shí)驅(qū)動(dòng)：
n=>nz （2.18）
式中 p1=
=33.8+50.2=84KN——主動(dòng)輪輪壓
p2= p1=84KN——從動(dòng)輪輪壓
f=0.2——粘著系數(shù)(室內(nèi)工作)
nz——防止打滑的安全系數(shù).nz1.05~1.2
n =
=2.97
n>nz,故兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)空載啟動(dòng)不會(huì)打滑
（2）事故狀態(tài)
當(dāng)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置工作,而無(wú)載小車位于工作著的驅(qū)動(dòng)裝置這一邊時(shí),則
n=nz
式中p1==50.2KN——主動(dòng)輪輪壓
p2=2+
=2×33.8+50.2=117.8KN——從動(dòng)輪輪壓
——一臺(tái)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)空載啟動(dòng)時(shí)間
=
=13.47 s
n= =2.94
n>nz,故不打滑.
（3）事故狀態(tài)
當(dāng)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置工作,而無(wú)載小車遠(yuǎn)離工作著的驅(qū)動(dòng)裝置這一邊時(shí),則
n=nz
式中P1==33.8KN——主動(dòng)輪輪壓
P2 =2=33.8+2*50.2=134.2KN——從動(dòng)輪輪壓
= 13.47 S ——與第(2)種工況相同
n=
=1.89 故也不會(huì)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(huì)打滑
2.2.11 選擇制動(dòng)器
由[1]中所述,取制動(dòng)時(shí)間tz=5s
按空載計(jì)算動(dòng)力矩,令Q=0,得:
Mz= （2.19）
式中
=
=-19.2N·m
Pp=0.002G=168000×0.002=336N
Pmin=G
==1344N
M=2——制動(dòng)器臺(tái)數(shù).兩套驅(qū)動(dòng)裝置工作
Mz=
=41.2 N·m
現(xiàn)選用兩臺(tái)YWZ-200/25的制動(dòng)器，查[1]表18-10其制動(dòng)力矩M=200 N·m，為避免打滑，使用時(shí)將其制動(dòng)力矩調(diào)制3.5 N·m以下。
2.2.12 選擇聯(lián)軸器
根據(jù)傳動(dòng)方案,每套機(jī)構(gòu)的高速軸和低速軸都采用浮動(dòng)軸.
（1）機(jī)構(gòu)高速軸上的計(jì)算扭矩：
==110.6×1.4=154.8 N·m （2.20）
式中MI——連軸器的等效力矩.
MI==2×55.3=110.6 N·m
——等效系數(shù) 取=2查[2]表2-7
Mel=9.75*=55.3 N·m
由[2]表33-20查的:電動(dòng)機(jī)Y160M1-8,軸端為圓柱形,d1=48mm,L=110mm;由[2]19-5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(dòng)軸端d=40mm;[MI]=630N·m,(Gd2ZL=0.063Kg·m,重量G=12.6Kg） ；在靠近減速器端，由[2]選用兩個(gè)聯(lián)軸器ZLD，在靠近減速器端浮動(dòng)軸端直徑為d=32mm;[MI]=630 N·m, (Gd2)L=0.015Kg·m, 重量G=8.6Kg.
高速軸上轉(zhuǎn)動(dòng)零件的飛輪矩之和為：
(Gd2)ZL+(Gd2)L=0.063+0.015=0.078 Kg·m
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：
=154.8×15.75×0.95=2316.2 N·m
2.2.13 浮動(dòng)軸的驗(yàn)算
（1）疲勞強(qiáng)度的計(jì)算
低速浮動(dòng)軸的等效力矩：
MI=Ψ1?Mel?i
=1.4×55.3×12.5×0.95=919.4N?m
式中Ψ1——等效系數(shù)，由[2]表2-7查得Ψ1=1.4
由上節(jié)已取得浮動(dòng)軸端直徑D=40mm，故其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：
N/cm2 （2.21）
由于浮動(dòng)軸載荷變化為循環(huán)（因?yàn)楦?dòng)軸在運(yùn)行過程中正反轉(zhuǎn)矩相同），所以許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：
（2.22）
=4910 N/cm2
式中，材料用45號(hào)鋼，取sb=60000 N/cm2; ss=30000N/cm2,則t-1=0.22sb=0.22×60000=13200N/cm2；ts=0.6ss=0.6×30000=18000N/cm2
K=KxKm=1.6×1.2=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tn<[t-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=Ψ2?Mel?I （2.23）
=2.5×55.3×12.5×0.95=1641.7 N?m
式中Ψ2——?jiǎng)恿ο禂?shù)，查[2]表2-5的Ψ2=2.5
扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：
t==3800N/cm2
許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力：
N/cm2
t<[t]II,故強(qiáng)度驗(yàn)算通過。
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(shí)起重機(jī)的動(dòng)能
W動(dòng)= （2.24）
G——帶載起重機(jī)的重量G=168000+100000×0.1
=178000N
V0——碰撞時(shí)的瞬時(shí)速度，V0=（0.3～0.7）Vdx
g——重力加速度取10m/s2
則W動(dòng)=
=5006.25 N m
（1）緩沖行程內(nèi)由運(yùn)行阻力和制動(dòng)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=178000×0.008=1424N
f0min——最小摩擦阻力系數(shù)可取f0min=0.008
P制——制動(dòng)器的制動(dòng)力矩?fù)Q算到車輪踏面上的力，亦可按最大制動(dòng)減速度計(jì)算
P制 ==17800×0.5=9790N
=0.55 m /s2
S——緩沖行程取S=140 mm
因此W阻=（1424+9790）×0.14=1569.96N·m
（3）緩沖器的緩沖容量
一個(gè)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：
（2.25）
=5006.25-1569.96 =3436.29Nm
式中 n——緩沖器的個(gè)數(shù) 取n=1
由[1]表22-3選擇彈簧緩沖器彈簧D=120mm，d=30mm
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(shí)，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
圖3.1 端梁的截面尺寸
3.1.2 端梁總體的尺寸
大車輪距的確定：K=（～）L=（～）×22.5=2.06～3.3m
取K=3300㎜
端梁的高度 H0=（0.4～0.6）H 主取H0=500㎜
確定端梁的總長(zhǎng)度L=4100㎜
3.2 端梁的計(jì)算
（1）計(jì)算載荷的確定
設(shè)兩根主梁對(duì)端梁的作用力Q(G+P)max相等，則端梁的最大支反力：
RA= （3.1）
式中 K——大車輪距，K=330cm
Lxc——小車輪距，Lxc=200cm
a2——傳動(dòng)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=117699×60=7.06×106N
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
端梁因車輪在側(cè)向載荷下產(chǎn)生的最大水平彎矩：
=Sa1 （3.2）
式中：S——車輪側(cè)向載荷，S=lP；
l——側(cè)壓系數(shù)，查得，l=0.08；
P——車輪輪壓，即端梁的支反力P=RA
因此：
=lRAa1
=0.08×117699×60=564954N·cm
端梁因小車在起動(dòng)、制動(dòng)慣性載荷作用下而產(chǎn)生的最大水平彎矩：
=a1 （3.3）
式中——小車的慣性載荷：= P1=37000/7=5290N
因此：
==327018N·cm
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(duì)水平重心線X-X的截面模數(shù)：
（3.4）
==2380.8
端梁中間截面對(duì)水平重心線X-X的慣性矩：
（3.5）
=2380.8 =59520
端梁中間截面對(duì)垂直重心線Y-Y的截面模數(shù)：
（3.6）
=1154.4
端梁中間截面對(duì)水平重心線X-X的半面積矩：
（3.7）
==1325.6
端梁中間截面的最大彎曲應(yīng)力：
（3.8）
==2965+489=3454N/cm2
端梁中間截面的剪應(yīng)力：
（3.9）
==2120 N/cm2
端梁支承截面對(duì)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=5.74-0.5-0.5×12.7
=-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(duì)水平重心線X-X的慣性矩：
=×40×13+40×1×5.742+2××12.73×0.6+2×12.7×0.6×1.112+2×11×1.23+2×11×1.2×8.062=3297cm4
端梁支承截面對(duì)水平重心線X-X的最小截面模數(shù)：
=× （3.10）
=3297×
=406.1 cm3
端梁支承截面水平重心線X-X下部半面積矩：
=2×11×1.2×8.06+（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=117699×14=1647786N·cm
端梁支承截面的彎曲應(yīng)力：
（3.11）
=4057.6N/cm2
端梁支承截面的剪應(yīng)力：
（3.12）
=6827.4 N/cm2
端梁支承截面的合成應(yīng)力：
（3.13）
=12501.5 N/cm2
端梁材料的許用應(yīng)力：
[sd]II=(0.80～0.85) [s]II
=(0.80～0.85)16000=12800～13600 N/cm2
[td]II=(0.80～0.85) [t]II
= (0.80～0.85)9500 =7600～8070 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(duì)水平重心線X-X的截面積矩：
=40×1×5.74=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 cm
3.3.2 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(duì)水平重心線X-X的面積矩：
=2×12×1.2×8.06=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/cm2，因此焊縫計(jì)算應(yīng)力滿足要求。
4 端梁接頭的設(shè)計(jì)
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(gè)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(shí)在下蓋板與連接板鉆孔是應(yīng)該同時(shí)鉆孔。
如下圖為接頭的安裝圖
圖4.1 接頭安裝
圖4.2 接頭安裝
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。
4.1 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(gè)螺栓所受的拉力為：
N拉= （4.1）
=
=12500N
（2）下腹板每個(gè)螺栓所受的剪力相等，其值為：
N剪= （4.2）
=
=7200N
式中 n0 ——下蓋板一端總受剪面數(shù)；n0=12
N剪——下蓋板一個(gè)螺栓受剪面所受的剪力：