1、=新鄉学院2012 届毕业论文(设计)题目：桥式起重机设计（小车运行机构设计）学位申请人姓名 陈金龙学 号 0905031067所 在 学 院 名 称 机电工程学院专 业 名 称 数控技术指 导 教 师 姓 名 唐军指 导 教 师 职 称完成时间：2012 年 5 月 9 日目录内容摘要1关 键 词1Abstract1Key words11. 绪论21.1 起重机发展展望21.2 现状及国内外发展趋势41.3 起重机设计的总体方案42.起重机的种类42.1 轻小型起重机设备42.2 桥式起重机42.3 门式起重机52.4 其它类型起重机63.小车运行机构的计73.1 主要参数和机构布置简图73
2、.2 轮压的计算73.3 电动机的选择83.4 制动器的选择113.5 减速器强度验算123.6 联轴器的计算123.7 车轮计算133.8 车轮轴的计算144.小车架的计算154.1 小车架设计要求，计算说明及布置简图154.2 小车架的计算16参考文献27- 1 -内容摘要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，它可以减轻体力劳动、提高劳动生产率和在生产过程中进行某些特殊的工艺操作，实现机械化和自动化。本设计通过对桥式起重机的小车运行机构的总体设计计算，以及电动机、联轴器、缓冲器、制动器的选用；运行机构减速器的设计计算和零件的校核计算及结构设计，完成了桥式起重机的回转小
3、车运行机构机械部分的设计。通过本次设计，完成了一台 30t 起重量、桥跨度为 31 米的设计要求，并且整个传动过程比较平稳，且小车运行机构结构简单，拆装方便，维修容易，价格低廉。关 键 词 桥式起重机；小车运行机构；小车架AbstractCrane is a kind of mechanical equipments used for lifting, moving, loading/unloading, and installing. It can low the manual workload and upgrade productivity. It can be operated in
4、some special environment, and work with high automatic level. This paper is main deal with mechanical design for crab of crane, including all design calculation selection of electrical motors, clutch, buffer, and brakes, the design and calculation of the reducer, calibration and verification of the
5、calculation for the parts, and structure designs. Through a series of work, the design is satisfied with the functional requirements, 30 t lifting power and 31 meter bridge span. The course of drive is quite smooth. The mechanical structure of crab of crane is simple, easy to install/disassemble, an
6、d to be maintain. And it has low cost.Key words Bridge crane;crab of crane;trolley frame- 2 -1. 绪论1.1 起重机发展展望随着新世纪全球工业格局的新变化和我国工业技术水平盼陕速发展，创新设计越来越引起院校和企业的重视。随着现代计算机控制技术飞速发展，使得起重机的设计在综合考虑控制系统安全可靠性、操作的舒适性、机构及结构广义优化等方面有了更高层次的要求，因此起重机的设计必须从原来的常规设计模式中跳出来，用新观点、新原理、新方法、新技术、新工艺来设计适应新形势的新产品，创新设计的课题已实实在在地摆在了起
7、重机设计师们的面前。 根据现实和发展，设计手段越来越体现出精确化、自动化、虚拟化号陕捷的特点。现代的起重机产品正朝着机电一体化、集成化、模块化、个性化方向发展。自动检测、自动数据处理(运算、判断、存储、记忆)、自动显示、自动控制、故障诊断和自动保护及维护等功能得到了大量的应用。因此起重机产品创新设计以降低设计成本，提高设计速度，缩短设计周期为目的，包括降低成本设计、可靠性设计、快速设计、并行设计、等现代设计技术。1.2 现状及国内外发展趋势二战以后的几十年来，各主要发达工业国家先后开始重视对设计技术的研究，起重机的设计技术水平也得到快速发展。英国从 60 年代开始，就以国家政策和财力来支持发展
8、与推广创新设计；德国提出“设计就是科学” ，使其设计学的发展已达到相当规模；美国成立了“设计委员会” ；日本同样也非常重视设计技术的发展，将设计看作是技术、经济、美学和人机工程学的一体化整体，并极力推广和采用新技术。总之经济技术发达国家越来越重视设计工作并大量引入创新设计，使得整个机电产品也包括起重机械产品的造型设计、安全可靠性、技术经济性等方面发生着越来越快的变化，设计水平也日益提高。我国起重机设计的发展经历了一个曲折的过程。以前多是以模仿原苏联的设计为主，凭借设计者的经验，产品设计的局限性很大。从 60 年代起，开始了新产品、新部件的开发设计与实验研究工作，从而使设计从仿制和经验设计逐渐走
9、- 3 -向实验研究和计算分析阶段。到了 80 年代，随着宝钢等一些超大型企业对国外起重机的引进及与国外进行联合设计国内制造等形式的采用，开始在国内引入了一些国际上的先进技术与设计方法。同时将计算机应用技术引入设计领域，对起重机设计工作的发展起了很大的推动作用。通过专家系统的应用，极大地推进了创新设计的进程，并且利用系统论和信息论等现代计算机应用技术研究成果，使得起重机的创新设计开始向智能化方向发展。1）降低设计、采购和制造成本。在产品设计过程中采用面向成本设计技术和并行的成本估算技术是使产品成本降低的关键，其中重点要研究的是成本结构分析技术和价值工程分析技术，且需要构造多种专用的设计知识库和
10、成本数据库来精确地并行估算成本。做到产品成本的即时反应，通过设计方案的调整实现设计阶段控制产品成本的真实实现2）创新设计的快速反应。建模及仿真软件是计算机仿真技术中的重要研究课题，对创新设计的可观化研究，以及将专家系统模糊决策和人工神经网络等技术引入仿真系统的研究将有助于形成一个高效的、智能的起重机仿真系统。开展虚拟现实(VR)技术的研究，将使起重机的仿真技术具有一个更加真实方便的输入输出系统，可以快捷地做出各种方案评价和决策。3)仿真与虚拟设计技术。国内外的研究均较为活跃，在机械产品设计的仿真建模中，目前应用最广泛的包括有限元方法(FEM)、有限差分法等。仿真技术得到了日益广范的使用，从而能
11、突破物理空间和时间的限制。数字化样机的仿真设计对大型复杂起重机产品的方案评审、机构动作原理审查、结构干涉检查等具有十分重要的现实意义。同时在计算机虚拟现实系统(VRS)环境中的虚拟设计(VD)技术方面的研究也开始受到人们的重视。4)智能设计技术。各主要工业发达国家正从传统的 CAD 技术不断向智CAD(ICAD)和人机智能化设计系统方向发展，电气控制系统自分析、自调整、自纠错的智能化水平不断提高，使得起重机的设计和使用全过程的自动化和智能化得以实现。5)广义优化设计。起重机广义优化技术的研究将使得人们能够从万方数据模型的建立、处理、一直到优化结果显示等全过程进行优化。现代设计技术中的一般性优化
12、设计方法及其应用已日趋成熟，普通的连续变量优化设计、混合离散变- 4 -量优化设计，已发展到随机变量优化设计(可靠性优化设计)、模糊变量优化设计，单目标优化设计已发展到多目标优化设计。1.3 起重机设计的总体方案起重机设计的主要参数如下：1)起重量 30t;2)跨度 31m，起升高度 16m;3)起升速度 24m/min2. 起重机的种类2.1 轻小型起重机设备轻小型起重机设备主要有千斤顶、起重葫芦、卷扬机等。它们具有轻小简单、使用方便等特点，适用于流动性和临时性作业，手动的轻小型设备尤其适用于无电源的作业场合。1）千斤顶千斤顶，是一种利用刚性承重件顶起或起升重物的设备。它体积小重量轻，靠人力
13、驱动顶起重物，可以用很小的外力来顶高很重的重物，千斤顶的顶升高度比较小，一般为 100-400 mm，最大起重量可达 500 t，自重约为 10500 kg，通常用于机械、车辆的检修。按照结构和工作原理的不同可分为齿条式千斤顶，螺旋式千斤顶和液压式千斤顶。2）葫芦葫芦是提升或牵引重物的轻小型起重机械。其外表尺寸结构紧凑，自重轻、效率高、操作方便，广泛应用于工矿企业、建筑工地、仓库等固定工作场合的起重作业。根据驱动方式的不同，可分为手动、电动和气动三大类。手动葫芦又可分为手拉和手扳葫芦。电动葫芦根据挠性件的不同可分为钢丝绳电动葫芦和链条电动葫芦。- 5 -2.2 桥式起重机桥式类起重机是指由具有
14、能运行的桥架结构和设置在桥架上的，能运行的起升机构组成的起重机械。常用的桥式类起重机包括梁式起重机、通用桥式起重机、龙门起重机、装卸桥等。这类起重机多是固定式，完成固定空间的吊运作业。适用于所有工矿企业、仓库、露天堆场物料的装卸和吊运等作业。1）梁式起重机梁式起重机由桥梁、起重小车两部分组成，根据桥架不同可分为单梁桥式起重机和双梁桥式起重机。单梁桥式起重机桥架的主梁多采用工字型截面。起重小车为手动葫芦、电动葫芦或葫芦作为起升机构部件装配而成。梁式起重机各机构的工作速度较低，起重量也较小，属于轻型起重机，具有自重轻、成本低、制作生产容易的特点。双梁起重机由直轨、起重机主梁、电动环链葫芦和小车、送
15、配电系统和电路控制系统组成，特别适合于大悬挂跨度和大起重量的平面物料范围输送。2）通用桥式起重机通用桥式起重机属电动起重机械，又称“天车” 、 “行车” ，具有起升机构，运行机构。其吊运方式由大车的纵向运动，小车的横向运动以及起升机构的升降运动所组成。这些运动构成了一个长方形的大范围作业空间。通用桥式起重机的大车轨道通常安装在仓库、作业场所的两侧梁柱或两侧地面上，因而具有起重量大、占地面积小，且运行时不妨碍同一作业场所的其他工作特点。通用桥式起重机由起重小车、桥架、电器控制部分、安全装置和司机室等部分组成。起重小车由卷筒、电动机、减速器、制动器、双梁换轮组、吊钩等组成的起升结构，以及由电动机、
16、减速器、制动器、小车轮等组成的小车运行机构和小车架构成。卷筒一般采用带螺旋槽的形式。小车运行机构多采用分别驱动的形式，起升机构和小车运行机构的所有部件都装在小车架上。起升机构一般在起重量小于 10t，只设一套，当起重量大于 10t 时，须安装两套起升机构，起重量大的称主起升机构，起重量小的称副起升机构。他们的吊钩分别称为主钩和副钩。一般副钩的额定起重量为主钩的 15%20%。- 6 -2.3 门式起重机门式起重机又称龙门吊或龙门式起重机，是桥式起重机的另一种机型。在港口，主要用于室外货场的料场货、散货的装卸作业。它的金属结构像门型框架，承载主梁下安装的两条支脚，可以直接在地面的轨道上行走，主梁
17、两端可以具有外伸悬臂梁。门式起重机具有场地利用率高、作用范围大、适应面广、通用性强等特定，在港口货场得到广泛使用。2.4 其它类型起重机门座式起重机 门座式起重机是有轨运行的悬臂类、可旋转、可移动的起重机，多用于港口、码头、车站库场等地的货物装卸。港口和货场使用的门座式起重机一般分为通用式和专用式两种。通用门座式起重机用吊钩或抓斗装卸货物；专用门座式起重机则只能用于某一种货物的装卸，如带斗门座式起重机专用于煤炭装卸，通常它的生产率要比通用门座式起重机高。其优点是：工作机构有较高的运行速度；额定起重范围广；使用效率高；体积纵向延伸，节省场地面积；高速灵活，安全可靠。装卸桥 装卸桥通常把跨度大于
18、35 m，起重量不大于 40 t 的门式起重机称为装卸桥。装卸桥的取物装置以双绳抓斗或其他专用吊具为主，工作对象都是大批量的散状物料，常用在电厂、车站、港口、林区货场等场合。通常以生产率来衡量和选择装卸桥。装卸桥的起升和小车运行机构式工作性机构，速度较高。起升速度大于 60 mmin，小车运行速度在 120 mmin 以上，最高达 360 mmin，为减少冲击力，在小车上设置减速震器。大车运行机构是非工作性机构，为调整装卸桥工作位置而运行，速度相对较低，一般为 25 mmin 左右。装卸桥的结构形式有桁架式和箱形门架式两种。采用桁架结构可减少整机自身质量，而采用箱形结构便于制造。流动式起重机
19、流动式起重机汽车起重机、轮胎起重机和履带起重机属于流动式起重机。这类起重机机动灵活，移动迅速，操纵简单方便，作业范围大，广泛应用于港口、车站、厂矿、货场等地的装卸和安装作业。流动式起重机按运行部分的结构不同，可分为汽车起重机、轮胎起重机、履带起重机和轨道起重机，- 7 -其中轮胎起重机、汽车起重机拥有量最大，使用普遍。3. 小车运行机构的计算3.1 主要参数和机构布置简图图 1：小车运行机构简图1-电动机；2-制动器；3- 减速器；4- 传动轴；5-联轴器；6-角轴承箱；7-车轮 起重量在 5 吨至 50 吨范围内的双梁桥式起重机的小车，一般采用四个车轮支撑的小车，其中两个车轮为主动轮。主动车
20、轮由小车运行机构集中驱动。主要参数：Q 主 =30 吨;Q 副 =5 吨；工作制度：中级 JC%=25小车运行速度： 小车 =100 m/minv车轮数：4 个；驱动形势：集中驱动；图 1 为小车运行机构简图。3.2 轮压的计算参考同类型规格相近的起重机，估计行车总重为 10.5t，近似认为由四个车- 8 -轮平均承受。吊钩位于小车轨道的纵向对称轴线上，根据小车架布置图偏离主、从动轮之间的中心线为 80mm。根据起重小车架的平衡方程式，可分别求出主动轮和从动轮的轮压：主动轮：2P= rKGQ1208P1max= 11958 kg4535P1min=2625 kg同理，可得从动轮轮压 P2为：P
21、2max= 10791 kg401205135P2min=2625 kg3.3 电动机的选择1.运动阻力的计算1）小车满载运行时的最大摩擦阻力P 摩满 =（Q+G+G 架 ） 附轮 KDud2= 458 kg5.1390.51035）（2)小车满载运行时的最大坡度阻力P 坡满 =（Q+G+G 架 ) 坡 =（35000+10500）*0.002=91 kgK3)小车满载运行时的最大静阻力P 静满 =P 摩满 +P 坡满 =549 kg(P 静满 =81+16=97)2.选择电动机，确定减速器1）满载运行时电动机的静功率N 静 = = =9.8 kwmV6210小 车静 满 19.0542)选择
22、电动机N=K 电 N 静 =1.2*9.8=11.76 kw- 9 -查电动机产品目录选择 JZR242-8 型电动机，功率 N=16 kw，转速 710，转子飞轮矩 =1.717 km2，最大扭矩倍数 =3.92。2GD电 3）确定减速器减速器的传动比：i= = = =7.8轮n小 车VD10735.4起动时的惯性力：P 惯 = = =372 kg平 满架 agGQ.819365起动时减速器输入功率N= = =16.726120小 车惯静 ）（ V9.06123754）（根据起动时期的输入功率、减速比、输入转速及工作类型查产品目录，选取立式减速器 ZSC-400-I,i=9,N=2.8 kw
23、。加速器看来偏小，不过在标准立式减速器中，只有此种较合适，实践证明使用尚可。根据减速器的传动比，计算出实践的运行速度：V 小车 = = =86.7inD轮971035.4速度偏差：=| |10% 所以通过。要 求 实 际要 求 4)满载运行时电动机轴上的静力矩M 静满 = = =11.86kgmiDP2轮静 满 9.03545）空载运行时电动机轴上的静力矩M 静空 = = =2.1kgmiDP2轮静 空 9.03573.起动时间与起动平均加速度的验算- 10 -=起 满t )(375975.01 22联电小 车架静 满平 起 ）（ GDnKnVGQM= )8.01.(.1.86*3.8634.
24、5=6.1 s小车起动时间一般取 46,计算得 =6.1 秒，与推荐值基本相近。平起 满t起 满t均加速度验算为了避免过大的冲击以及物品摆动，应使起动平均加速度 6.1 米/秒平 满a2。= = =0.240.3 米/秒 2平 满a起 满小 车tv601.78所以符合要求。4. 电动机的发热验算电动机不过热的条件：静NrKb2当 =0.35 时，查知 =1.25。rt起=0.75x1.25x2.76=2.59静从计算可知，电动机满足不发热条件。5.起动时的打滑验算小车运行机构只作空载情况的打滑验算min驱轮 ）（ RDudK2)(22平 空轮 联电平 起轮 aDgiGkMR 驱 min= =2
25、x2625=5250 P公式左边：= =591 kgmin驱轮 ）（ ud 7.401635.901.）（公式右边:- 11 -=2)(22平 空轮 联电平 起轮 aDgiGkMDi =590 kg54.03.819)7(5x.635.0942 i满足要求，所以空载起动时不会出现打滑现象。3.4 制动器的选择为了避免制动时行轮在轨道上的滑移现象，必须控制适当的减速度，并按空载情况进行制动力矩的计算和选择制动器，最后进行满载制动验算。1.容许制动减速度 的确定制 动a对粘着系数 =0.15， 1/2 的情况下，推荐用 =0.55 米/秒 2。小 车主 动 轮 压G制 动a2.空载制动不滑动时，制
26、动轴上所需的总制动力矩 M 总制动M 总制动 = 制 动小 车 联电轮架 aVnGDkig37560)(2)(2=4.233.换算到制动轴上的空载运行（K 附 =1）静阻力距 M 空（静制）M 空（静制） = =0.56 kgm附静 （ 空 ） K= =0.34 kgm静 （ 空 ） iDP2轮静 （ 空 ）4.制动器制动力矩 M 制动器 的计算M 制动器 =M 总制动 -M 空（静制） = 3.89 查制动器产品目录选 YDWZ-200/25 型制动器，制动力矩M 2=20 kgm，装配时调整力矩为 M 制 =5 kgm。5.空载制动时的最小制动路程 S 最小 的计算S 最小 = =0.5
27、m制 动小 车 aV2606.满载制动（在制动力矩 M 制动器 不变时）减速度 ：制 满a- 12 -= =0.195 m/s制 满a 小 车 制联电轮起架 总 制 动 VnGDkQGiM37560)()(05. 27.满载制动（M 制动器 不变时）的制动路程 S（满）S（满）= =1.42制 满小 车 aV2603.5 减速器强度验算根据第 II 类载荷确定减速器承受的最大载荷，验算减速器输出轴上的最大扭矩。为了确定最大计算扭矩，首先要算出换算到减速器从动轴上的电动机最大启动力矩，制动力矩及打滑力矩。电动机的最大启动力矩：= =178 kgm（其中 =3.14）max电 机Mi额ax75.0
28、 max制动器的制动力矩：= =78.4 kgm制 i实 际制打滑力矩：= =385 kgm滑M2maxDR驱结果 制 ax电 机 滑所以取 = = 178 kgm计 电 机减速器额定的输入扭矩为：= =3 kgm入MnN975减速器输出轴扭矩为：= =323 kgm出 减入 ik因为 ，所以减速器扭矩满足要求。入 出- 13 -3.6 联轴器的计算联轴器应满足下式要求：计M对于齿轮联轴器：= ， =计 1n等 效 等 效 零 额等 效等 效 M21对高速轴上的联轴器：=3.75 kgm额零 额 M=6 kgm等 效 = 9.6 kgm 。计 高对低速轴上的联轴器：= =204.3kgm计 低
29、Mi计 高根据连接尺寸和 查联轴器的产品目录，在高速轴上选用带制动轮联轴器序计号 1，允许最大扭矩 71 kgm，它的飞轮矩 =0.38 kgm。在低速轴上选用2联GDCL3 型联轴器，其允许最大扭矩 315 kgm ，它的飞轮矩 =0.42 kgm。2联3.7 车轮计算根据轮压、小车运行速度、工作类型初选：车轮：踏面直径 D=350 mm，材料 ZG55II，11B 300；轨道：P24（YB222-63） 。1.车轮计算轮压1）疲劳计算时的等效起升载荷由下式确定：=12300 kg起等 效 工等 效 起 Q根据等效起升载荷确定车轮的等效轮压 ，然后由下式确定车轮的计算轮等 效P- 14 -
30、压。4124 kg等 效计 PK12）强度校核时的最大计算轮压=10793 kgmaxIax计2.车轮踏面接触应力计算1）疲劳计算因为采用轨道头部有曲率的钢轨，所以车轮与轨道成点接触。局部接触应力为：)12(4040323 点计换计点 rDPr=12920 =1600020000点2）强度校核max2max3 )1(40点计点 rDP=17800 kg/cm2 =240000300000ax计符合要求。3.8 车轮轴的计算1.疲劳计算1）轴受纯弯曲时的应力=弯弯 WMmax2845.71062）轴受纯扭矩时的应力= kg/cm2扭 扭k3.61403.923）弯矩应力和扭矩应力合成时的计算应力
31、为= = 316 kg/cm2 1-22)(扭扭弯 22)3.651(4.8）（- 15 -疲劳计算通过。2.强度计算1）受纯弯曲时的计算应力= =755 kg/cm2弯弯弯 WMmax5.713962）受纯扭转时的计算应力= =106 kg/cm2扭扭扭 max14302.3)弯曲应力和扭转应力合成的计算应力n22弯扭弯 ）（= 22)106(475）（=784=弯= 2485.7 ni4.1290kg/cm2因为 ，所以弯强度计算通过。4. 小车架的计算4.1 小车架设计要求，计算说明及布置简图1.小车架设计要求设计小车架时，应根据小车架上的机构布置简图进行，同时要考虑安装和维修个机构的方
32、便。小车架的构造，一般使用刚性焊接车架，由纵梁和横梁组成，上面铺有走台板和栏杆。机构因尽量放在纵梁上。小车架不仅承受弯曲，亦承受扭矩，因此梁的刚度非常重要，在设计计算车 图 2：布置简图- 16 -架时必须保证有足够的刚性。当车架的刚度不足时，会破坏机构的正常工作。对于小车的纵、横梁都必须有足够的翼缘宽带，以保证刚性。2.小车架的计算说明小车架的受力情况是十分复杂的，它与车架机构布置和车架的结构等有关系。小车架是有由很多梁和杆件组成的框架，梁与梁之间的刚性连接，要正确地计算出它们内力是很复杂的。为了简化计算，一般做出如下假定，即小车自重认为均匀分布于两个纵梁上，固定滑轮处载荷传到纵梁处时，纵梁
33、不受扭曲。考虑到刚度要求，小车架个部位应力建议小于以下数值：900 kg/cm2 纵 梁800 kg/cm2 横 梁700 kg/cm2 3.小车架布置简图上图图 2 是 30/5 吨双钩小车架平面布置简图：4.2 小车架的计算按照主钩起吊的额定载荷 30 吨工况来计算梁 I、II 、III 、IV 、V，此时梁VI、VII 认为不是受力杆件，但因考虑起吊副钩额定载荷 5 吨的工况。梁的受力及弯矩计算1.梁 I1）集中力的计算在梁 I 上作用的集中力 P1是主固定滑轮重量一半及三倍主钢丝绳最大张力（见图 3 所示）之和，即= =10281 kg 112SGPw2653.652）支撑反力和最大弯
34、矩计算（见图 4）图一图 3：主悬挂系统- 17 -=5836 kgAR1=4445 kgB=221768 kgAM13）断面特性（见图 5）及最大应力计算总断面相对 a-a 轴的静力矩So= =1340 0.6129.367.1cm3 总的断面积 F= =66 cm2.总断面重心到 a-a 轴的距离：=FSZo=20.3 cm61340总断面积对于 x-x 轴的惯性矩Jx-x=14205 cm4总断面对于 x-x 轴的断面系数：对于下部边缘=700 cm3ZJWxx下对于上部边缘图 4：弯矩图计算简图图 5：梁 I 的断面图- 18 -=794 cm31ZJWxx上在下部边缘处拉应力=317
35、 kg/cm2下拉 xAM1在上部边缘处压应力=279 kg/cm2上压 xAW14）I 梁与 II、III 梁连接处焊接的计算：连接焊缝的剪切应力=hALnR焊7.031=193 kg/cm26.0725832.梁 II1）支撑反力和最大弯矩计算=5773 kgAR2=5899 kgB=347535 kg/cmAM2=344502 kg/cmB2）断面特性及最大应力计算梁 II 选择工字型断面结构，如图 6 所示 总断面相对 a-a 轴的静力矩So=678+691+7.2=1376 cm3总的断面积F=18+36+12=66 cm2总断面重心到 a-a 轴的距离：- 19 -= =20.8
36、cmFSZo6137总断面积对于 x-x 轴的惯性矩Jx-x=14020 cm4总断面对于 x-x 轴的断面系数：对于下部边缘=674 cm3ZJWxx下对于上部边缘=806 cm31Jxx上在下部边缘处拉应力=516 kg/cm2下拉 xAWM2在上部边缘处压应力=431 kg/cm2上压 xA23)II 梁与 IV、V 梁连接处焊接的计算：连接焊缝的剪切应力=195 kg/cm2hALnR焊7.0323.梁 III1)支撑反力和最大弯矩计算梁 III 上作用的 2 个 的集中力和小车运行机构减速器总量 求支撑反力BR1 BG1=4479 kgA3=4577 kgB=269636 kgcmA
37、M3=267297 kgcmB图 6：梁 II 的断面图- 20 -2）断面特性及最大应力计算梁 III 选择箱型断面结构，如图 7 所示 图 7：弯矩简图和梁 III 断面图总断面相对 a-a 轴的静力矩So=1941 cm3总的断面积F=97 cm2总断面重心到 a-a 轴的距离：= cmFSZo09714=17.8 cm1总断面积对于 x-x 轴的惯性矩Jx-x=22930 cm4总断面对于 x-x 轴的断面系数：对于下部边缘=1146 cm4ZJWxx下对于上部边缘=1288 cm41Jxx上在下部边缘处拉应力=236 kg/cm2下拉 xBWM3- 21 -在上部边缘处压应力=210
38、 kg/cm2上压 xBWM33)III 梁与 IV、V 梁连接处焊接的计算：连接焊缝的剪切应力=151 hBLnR焊7.03kg/cm24.梁 IV1)支撑反力和最大弯矩计算,如图 8 所示小车自重减去主要集中载荷，其余的总量认为均匀分布在两个纵梁上。梁 IV 除了受均匀分布的载荷外，还作用着集中载荷。分布在纵梁 IV 的小车自重 : =5.5 kg/cm42LGq=8122 kgAR4=9952 kgB=8319 kg/cmAM4=315249 kg/cmB=720496 kg/cmC4=722623 kg/cmD=521021 kg/cmEM4=362458 kg/cmF=1719 kg
39、/cmG4图 8：弯矩计算简图- 22 -2）断面特性及最大应力计算梁 IV 选择箱型断面结构，如图 9 所示 总断面相对 a-a 轴的静力矩So=2615 cm3总的断面积F=123 cm2总断面重心到 a-a 轴的距离：=21.3 cmFSZo总断面积对于 x-x 轴的惯性矩Jx-x=31208 cm2总断面对于 x-x 轴的断面系数：对于下部边缘=1465 cm2ZJWxx下对于上部边缘=1819 cm21Jxx上在下部边缘处拉应力=493 kg/cm2下拉 xDWM4在上部边缘处压应力=382 kg/cm2上压 xD4总的断面面积，如图 10 所示F=93 cm总断面相对 a-a 轴的
40、静力矩So=604 cm3总断面重心到 a-a 轴的距离：图 9：梁 IV 中部断面图图 10：IV 端部断面图- 23 -=6.5 cmFSZo总断面积对于 x-x 轴的惯性矩Jx-x=1572 cm4总断面对于 x-x 轴的断面系数：对于下部边缘=242 cm3ZJWxx下对于上部边缘=393 cm31Jxx上支撑断面承受的弯曲力矩=11444i8 kgcm5.4BRM在下部边缘处拉应力=473 kgcm3下拉 xW在上部边缘处压应力=291 kgcm3上压 xM支撑断面剪切应力的计算：x-x 轴以上部分断面对 x-x 轴的静力矩Sx=179 cm3支撑断面的剪切应力472 kg/cm2x
41、BJnR43)支撑断面翼缘焊缝应力的计算：上盖板的断面对 x-x 轴的静力矩：S1=168 cm3=475 kg/cm2axBJhnSR焊7.0114- 24 -上盖板的断面对 x-x 轴的静力矩：S2=146 cm3413 kg/cm2axBJhnSR焊7.02245.梁 IV1)支撑反力和最大弯矩计算梁 V 与梁 IV 相同，除了承受小车架自重产生均布载荷外，还承受集中力，他的作用简图，如图 11 所示：=8460 kgA5R=9604 kgB=6075 kgcmAM5=11239 kgcmB=311195 kgcmC5M=735362 kgcmD=764770 kgcmE5=349408
42、 kgcmF=1719 kgcmGM5图 11：弯矩计算简图- 25 -2）断面特性及最大应力计算梁 V 选择箱型断面结构，如图 12 所示图 12：梁 V 中部断面图总断面相对 a-a 轴的静力矩So=2691 cm3总的断面积F=128 cm2总断面重心到 a-a 轴的距离：=21 cmFSZo总断面积对于 x-x 轴的惯性矩Jx-x=33103 cm4总断面对于 x-x 轴的断面系数：对于下部边缘=1576 cm3ZJWxx下对于上部边缘=197 cm31Jxx上在下部边缘处拉应力=485 kg/cm2下拉 xWME5在上部边缘处压应力=388 上压 x5Ekg/cm2图 13：梁 V
43、端部断面图- 26 -梁的断面结构如图 13 所示 总断面相对 a-a 轴的静力矩So=624 cm2总的断面积F=95 cm2总断面重心到 a-a 轴的距离：=6.6 cmFSZo总断面对于 x-x 轴的惯性矩Jx-x=1595 cm4总断面对于 x-x 轴的断面系数：对于下部边缘=242 cm3ZJWxx下对于上部边缘=409 cm39.xx上支撑断面承受的弯曲力矩=110446 kgcm5.14BRM在下部边缘处拉应力=456 kg/cm2下拉 xW在上部边缘处压应力=270 kg/cm2上压 xM3)支撑断面翼缘焊缝应力的计算：轴以上部分断面对 轴的静力矩x=180 cm3xS支持断面
44、的剪切应力=452 kg/cm2axBJnR5- 27 -支持断面翼缘焊缝的应力上盖板的断面对 x-x 轴的静力矩S1=170 cm3=457 kg/cm2axBJhnSR焊7.011上盖板的断面对 x-x 轴的静力矩S2=149 cm2=401 kg/cm2axBJhnSR焊7.023参考文献1 张质文. 起重机设计手册M. 北京: 中国铁道出版社，1998.2 起重机设计手册编写组. 起重机设计手册M. 北京: 机械工业出版社，1980.3 赵家英，刘成钧. 桥式起重机工作原理与操作M. 北京: 科学普及出版社，1982. 4 扬长葵. 起重机械M. 北京:机械工业出版社，1982.5 胡
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