10t桥式起重机毕业设计计算说明书解析

1、1河北建筑工程学院毕业设计计算书设计项目计算与说明结果第 1 章前言桥式起重机是一种重要的物料搬运机械。桥式起重 机的桥架沿铺设在两侧咼架上的轨道纵向运行，起重小 车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作 范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受 地面设备的阻碍。桥式起重机可分为普通桥式起重机、 简易梁桥式起重机和冶金专用桥式起重机3种。物料搬运成了人类生产活动的重要组成部分，距今 已有五千多年的发展历史。随着生产规模的扩大，自动 化程度的提高，作为物料搬运重要设备的起重机在现代 化生产过程中应用越来越广，作用愈来愈大，对起重机 的要求也越来越咼。起重机正经历着一场巨大的变革。

2、 大型化和专业化、模块化和组合化、轻型化和多元化、 自动化和智能化、成套化和系统化以及新型化和实用化 是这场变革得主题。经过几十年的发展，我国桥式起重机行业已经形成 了一定的规模，市场竞争也越发激烈。桥式起重机行业 在国内需求旺盛和出口快速增长的带动下，依然保持高 速发展，产品几近供不应求。尽管我国起重机行业发展 迅速，但是国内起重机仍缺乏竞争力。从技术实力看， 与欧美日等发达地区相比，中国的技术实力还有一定差 距。目前，过内大型起重机尚不具备大量生产能力。从 产品结构看，由于技术能力所限，中国起重机在产品结 构上也不完善，难以同国外匹敌。 桥式起重机可分为以下几类：1.通用桥式起重机1）抓斗

3、桥式起重机抓斗桥式起重机的装置为抓斗，以钢丝绳分别联系 抓斗起升、起升机构、开闭机构。主要用于散货、废旧 钢铁、木材等的装卸、吊运作业。这种起重机除了起升 闭合机构以外，其结构部件等与通用吊钩桥式起重机相2指导教师：王少雷设计题目：10t 桥式起重机设计设计人：侯雪鹏3河北建筑工程学院毕业设计计算书同。2）电磁桥式起重机电磁桥式起重机的基本构造与吊钩桥式起重机相 同，不同的是吊钩上挂1个直流起重电磁铁（又称为电磁 吸盘），用来吊运具有导磁性的黑色金属及其制品。通常 是经过设在桥架走台上电动发电机组或装在司机室内的 可控硅直流箱将交流电源变为直流电源，然后再通过设 在小车架上的专用电缆卷筒，将直

4、流电源用挠性电缆送 到起重电磁铁上。3）通用吊钩桥式起重机通用吊钩桥式起重机由金属结构、大车运行机构、 小车运行机构、起升机构、电气控制系统及司机室组成。 取物装置为吊钩。额定起重量为10t以下的多为1个起升 机构；16t以上的则多为主、副两个起升机构。这类起重 机能在多种作业环境中装卸和搬运物料及设备。4）两用桥式起重机两用桥式起重机有3种类型：抓斗吊钩桥式起重机、 电磁吊钩桥式起重机和抓斗电磁桥式起重机。其特点是 在一台小车上设有两套各处独立的起升机构， 一套为抓 斗用， 一套为吊钩用（或一套为电磁吸盘用一套为吊钩用， 或一套为抓斗用一套为电磁吸盘用）。5）三用桥式起重机三用桥式起重机是一

5、种多用的起重机。其基本构造 与电磁桥式起重机相同。根据需要可以用吊钩吊运重物， 也可以在吊钩上挂一个马达抓斗装卸物料，还可以把抓 斗卸下来再挂上电磁盘吊运黑色金属，故称为三用桥式（可换）起重机。这种起重机适用于经常变换取物装置的物 料场所。6）双小车桥式起重机这种起重机与吊钩桥式起重机基本相同，只是桥架 上装有两台起重量相同的小车。这种机型用于吊运与装 卸长形物件。2.电动胡户型桥式起重机4河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：王少雷设计题目：10t 桥式起重机设计其特点是桥式起重机的起重小车用自行式电动葫芦 代替，或者用固定式电动葫芦作起重小车的起升机构， 小车运行、大车运行等机构的传动装

6、置也尽量与电动葫 芦部件通用化。因此，与上述通用桥式起重机相比，电 动葫芦型桥式起重机虽然一般起重量较小、工作速度较 慢、工作级别较低，但其自重轻、能耗较小、易采用标 准产品电动葫芦配套，对厂房建筑压力负载较小，建筑 和使用经济性都较好。因此在中小起重量范围的一般使 用场合使用越来越广泛，甚至有替代某些通用桥式起重 机的趋势。1）电动梁式起重机其特点是用自行式电动葫芦替代通用桥式起重机的 起重小车，用电动葫芦的运行小车在单根主梁的工字钢 下翼缘上运行。跨度小时直接用工字钢作主梁，跨度大 时可在主梁工字钢的上面再作水平加强，形成组合断面 主梁。其主梁可以是单根主梁（电动单梁式起重机），也可 以是

7、两根主梁（电动双梁式起重机），其桥架可以是像通用 桥式起重机那样通过运行装置直接支撑在高架轨道上， 也可以通过运行装置悬挂在房顶下面的架空轨道上（悬挂 式）。2）电动葫芦桥式起重机其特点是固定式电动葫芦装在小车上作起升机构，小车运采用行机构也多采用电动葫芦零部件作成简单的 构造形式，小车也极为简便轻巧，其整体高度小，小车 及桥架自重轻、重心低、有很广泛的使用适应性。 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

8、主梁结构等，5-80吨 中小起重量系列起重机一般采用箱形结构，且为保证起 重机稳定，选择箱形双梁结构作为桥架结构。为了操纵 和维护的需要，在传动侧走台的下面装有司机室。司机指导教师：王少雷设计题目：10t 桥式起重机设计设计人：侯雪鹏设计人：侯雪鹏河北建筑工程学院毕业设计计算书5室有敞开式和封闭式两种，一般工作环境的室内米用敞 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。桥式起重机一般由装有大车运行机构的桥架、装有 起升机构和小车运行机构的起重小车、电

9、气设备、司机 室等几个大部分组成。外形像一个两端支撑在平行的两 条架空轨道上平移运行的单跨平板桥。起升机构用来垂 直升降物品，起重小车用来带着载荷作横向运动；桥架 和大车运行机构用来将起重小车和物品作纵向移动，以 达到在跨度内和规定高度内组成三维空间里作搬运和装 卸货物用。桥式起重机是使用最广泛、拥有量最大的一种轨道 运行式起重机，其额定起重量从几吨到几百吨。最基本 形式是通用吊钩桥式起重机，其他形式的桥式起重机基 本上都是在通用吊钩桥式的基础上派生发展出来的。通过本次设计学会对桥架金属结构的设计，加深对桥 式起重机各部分功能和设计特点的掌握，学会使用许用应 力法设计.设计中认真参考各种资料如

10、,运用各种途径如上网,采取计算机辅助设计AutoCAD2012努力对桥式起重机桥架金属结构进行合理 设计；进一步提高机械设计能力和巩固所学过的起重机 械及机械零件等课程的理论知识。在设计中不仅学会整 部机器的设计方法，并且要熟悉零件的工艺性、机器的 装配和安全技术等方面的知识， 从而提高分析问题和解 决问题的能力。此外，本次起重机设计还具有所采用的零部件工艺 性好，装拆检修容易，操作方便和使用安全，机器重量 轻，成本低等特色，在学习和继承现有技术资料和典型 结构的基础上进行了改造和大胆创新。指导教师：王少雷设计题目：10t 桥式起重机设计设计人：侯雪鹏6河北建筑工程学院毕业设计计算书设计项目计

11、算与说明结果第 2 章总体设计2.1总体参数通用桥式起重机一般由桥架、起升机构、大车运行 机构、小车运行机构、电气设备、司机室等几大部分组 成。本设计为某厂机械加工车间使用的电动双梁吊钩桥 式起重机。设计参数：起重量10t，起升高度15m，桥架跨度22.5m;起升速度 v =7.5mmin ；小车运行速度 Vxc=45m/min ；大车运行速度 Vdc=75m/min ； 工作类型 均为中级； 机构运转持续率 JC%= 25 ；小车轨距 Lxc= 2000mm ;小车轮距 Bx1400mm ;起重机估计总 重G =24t;估计小车重量 Gxc=4t。2.2小车总体布置总体设计是起重机设计中极为

12、关键部分，它是对起 重机本身构思、 设计的总体思路。 总体设计关系到起重 机出厂后的性能、经济性、环保性、操作的舒适性等等，所以总体设计直接决定了起重机设计的成败。同时对设计对象进行构想设计思路的过程，也至关 重要。在拿到设计题目后，进行了具体的分析研究，参 考同类型起重机的有关资料之后制定了总体设计原则。设计原则应当保证在满足使用要求的前提下，所设计的 机型应结构合理并符合相关的性能、 经济、环保等要求。小车主要有起升机构、运行机构和小车架组成。整台起重机与厂房建筑物的配合以及小车与桥架的 配合要适当。小车与桥架的互相配合，主要在于小车轨 距和桥架上的小车轨距应相同；其次，小车上的缓冲器 与

13、桥架上的挡铁位置要配合好，小车上的撞尺和桥架上 的行程限位开关要配合恰当。小车的平面布置愈紧凑，小车到桥架的两端愈远，起重机工作范围也就愈大。小 车的高度小，相应地可使起重机的高度减小，从而可降 低厂房建筑物的高度。7指导教师：王少雷设计题目：10t 桥式起重机设计设计人：侯雪鹏河北建筑工程学院毕业设计计算书8设计项目计算与说明结果小车上机构的布置及同一机构中各零部件间的配合 要求适当。起升机构和小车运行机构在小车架平面上的 布置要合理紧凑，但二者之间的距离不应太小，否则维 修不便，或造成小车架难以设计。小车车轮的轮压分布要求均匀。如能满足这个要求， 则可以获得最小的车轮、轴承及轴承箱尺寸，并

14、且使起 重机桥架主梁受到均匀的轮压载荷。一般最大轮压不应 超过平均轮压的20%。小车架上的机构与小车架结构的配合要适当。为使 小车上的起升、运行机构与小车架配合的好，要求二者 之间的配合尺寸相符；联接零件要选择适当和安装方便。在设计原则上，要以机构为主，应尽量用小车架去配合 机构；同时机构的布置也要尽量使钢结构的设计制造方 便。因为小车架是用来安置与支撑起升机构和小车运行 机构的，所以小车架要按照起升和运行机构的要求设计，但在不影响机构工作的条件下， 机构的布置也应配合小 车架的设计，使其构造简单、合理和便于制造。在设计桥式起重机小车时，必须满足以下方面要求：1）整台起重机与厂房建筑物的配合，

15、以及小车与桥 架的配合要适当；2）小车上机构的布置及同一机构中各零件间的配 合要求适当；3）小车车轮的轮压分布要均匀；4）小车架上的机构与小车架配合要适当；5）尽量选择标准零部件，以提高设计与制造的工作 效率，降低生产成本；6）小车各部分的设计应考虑制造、安装和维护检修 方便，尽可能保证各部件拆下修理时而不需移动邻近的 部件。对于具有四个车轮其中半数为主动轮的小车运行机构，其传动方案可分为两大类：即带有开式齿轮传动指导教师：王少雷设计题目：10t 桥式起重机设计设计人：侯雪鹏河北建筑工程学院毕业设计计算书9设计项目计算与说明结果和全部为闭式齿轮传动。 由于开式齿轮、 轮齿的磨损严 重， 因此，

16、一般用途的桥式起重机小车运行机构，大多 米用闭式齿轮传动。起升系统的传动原理。起升机构的动力来源，是由 电动机发生，经齿轮联轴器，补偿轴，制动轴联轴器， 将动力传递给减速器的高速轴端，最终减速器把电动机 的咼转数降低到所需的转数之后，由减速器低速轴输出 经卷筒上的内齿圈，把动力传递给卷筒组，再经过钢丝 绳和滑轮组使吊钩进行升降，从而完成升降重物的目的。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，减速器的低速轴与卷筒之间采用圆柱 齿轮传动。布置起升机构的各零部件时，应使机构总重 心接近小车架的纵向中心线，以便能最后得道比较均匀

17、的小车轮压。起重小车运行系统的传动原理：动力由电动机发 出，经制动轮联轴器，补偿轴和半齿联轴器，将动力传 递给立式二级减速器的咼速轴端，并经立式二级减速器 把电动机的高转数降低到所需要的转数之后， 再由低速 轴端输出，又通过半齿联轴器补偿轴，半齿联轴器与小 车主动车轮轴联接，从而带动了小车主动轮的旋转，完 成小车的横向运送重物的目的。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采 用全齿联轴器直接连

18、接；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。指导教师：王少雷设计题目：10t 桥式起重机设计设计人：侯雪鹏河北建筑工程学院毕业设计计算书10设计项目计算与说明结果第 3 章大车运行机构计算3.1大车运行机构概述及设计要求大车运行机构的设计通常是和桥架的设计一起考 虑，两者的设计工作要交叉进行。一般的设计包括：1）确定桥架结构的形式和大车运行机构的传动方式；2）布 置桥架的尺寸；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各部分的设计。大车运行机构的传动方案，基本分两类，即：分别 传动和集中传动。在桥式起重机常用的跨度（10.532m）范围内

19、，均可用分别传动的方案。若米用集中传 动时，对于大跨度（16.5m，宜采用高速集中传动方 案，而对于小跨度（13.5m，可米用低速集中传动方 案。分别驱动省去了中间部分的传动轴，使得质量减 轻，尺寸减小。分别驱动的结构不因主梁的变形而在大 车传动性机能方面受到影响，从而保证了运行机构多方 面的可靠性。所以，大车运行机构采用分别驱动。大车运行系统的传动原理。动力由电动机发出，经 制动轮联轴器，补偿轴和半齿联轴器将动力传递给减速 器的咼速轴端，并经减速器把电动机的咼转数降低到所 需要的转数之后，由低速轴传出，又经全齿联轴器把动 力传递给大车的主动车轮组，从而带动了大车主动车轮 的旋转，完成桥架纵行

20、吊运重物的目的。大车两端的驱 动机构是一样的。对大车运行机构的设计基本要求是：1）机构要紧凑，重量要轻；2）和桥架的配合要合适，这样，桥架容易设计，机 构好布置，并且使走台不致过大；3）尽量减轻主梁的扭转载荷，不影响桥架的刚度；4）维护检修方便，机构布置合理，使司机上下走台 方便，便于装拆零件及操作。指导教师：王少雷设计题目：10t 桥式起重机设计设计人：侯雪鹏河北建筑工程学院毕业设计计算书11空载时，最大轮压：P二G_ GxcGxcL T42 L24 -44 22.5 -16.9t4222.5指导教师：王少雷设计题目：10t 桥式起重机设计设计人：侯雪鹏设计项目计算与说明结果确定机构传动方案

21、跨度22.5m为中等跨度，为减轻重量，决定采用电 动机与减速器间、减速器与车轮间均有浮动轴的布置传 动方案如图3-1所示。1-电动机；2-制动器；3-带制动轮的半齿轮联轴器；4-浮动轴；5-半齿联轴器；6-减速器；7-车轮3.2选择车轮与轨道，并验算其强度按图3-2所示的重量分布，计算大车车轮的最大轮 压和最小轮压Gs=G-Gx.g7777772PULLn2Pmax图3-2轮压计算图满载时，最大轮压：二 G -Gxc. Q GxcL _ e42 L=心+注过 221“ 65t4220Pmax(3-1)Pmax= 11 .65t(3-2)Pmax= 6.9t图3-1分别传动大车运行机构布置图河北

22、建筑工程学院毕业设计计算书12空载时，最小轮压:河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：王少雷设计题目：10t桥式起重机设计设计人：侯雪鹏13B-K吉纟1L1-1-L5c122E一2汇+4-2C十X1TG4-4-4-4G24- -爲P3)-3/l.mmp714 a=0 41J一一QG荷4-3/(-QG740度速行运当轮车择选69-表中由QG时inmmo966- cvd为道轨cD8-/zDo亠00一/Kxz一一z0一c-、Az29-_QV-得节二第草- -查2屮6o-23-dk-巳63-式TLTL.5+G启Q-+64+七44-4G-N-522kg255=97477-3z(-巳k55k99可-35

23、-表- -查数系化变荷载-Y当得91 a-Y时52o-00006624-Q-G种一第知可-25-表- -查数系击冲TdKdK时cesm51-U河北建筑工程学院毕业设计计算书14指导教师：王少雷设计题目：10t 桥式起重机设计式中：r轨顶弧形半径，由7查表2-32得r =40cm对于车轮材料ZG55H，由1表5-4得，接触许用应力J = 17000 19000kg cm2，因此，二jd十jd, 故疲劳计算通过计算最大轮压：Pjmax二心二Pmax= 1.1 11650 = 12815kg(3-9)式中：Kc二一冲击系数，由表1第U类载荷，当V -1.25 m sec 时，K- = 1.1按点接触

24、情况进行强度校核的接触应力：(3-11)由2表19-4得Dc=500mm车轮的轴承型号为100+1807520,轴承内径和外径的平均值为：=140mm;2由1中表7-1 表7-3查得：滚动摩擦系数k=0.0006m；轴承摩擦系数-0.02 ；附加阻力系数B=1.5代入上式得:设计人：侯雪鹏设计项目计算与说明结果C12c-2 r=400039316：i-2-丁=13606 kg cm2(3-8)V150 40 丿-jd = 40003p(D匚jd= 13606kg/cm2-jd十jd疲劳计算通过运行阻力计乙1Dc r2二40。031281550匚朋卅10)jmax=4000：31Pjmax车轮材

25、料采用ZG55U,查1表5-4得:二jmax二20000 230000kg cm2jmax -，jmax， 故强度足够摩擦总阻力矩：；jmax= 15132kg cm2jmax卜jmax强度足够河北建筑工程学院毕业设计计算书15(3-14)72-1= 288kg0.5 汇一23.3选择电动机电动机静功率:指导教师：王少雷设计题目：10t 桥式起重机设计设计人：侯雪鹏设计项目计算与说明结果0(Q +G fk + 辺(2 丿= 1.5x(10000 +24000 j 0.0006=102kg mccc 0.14、0.022 丿(3-12)Mm QzQ= 102kg m运行摩擦阻力:MmjQQ102

26、PmQq = D2=1 =408kgDc20.5 汉一2(3-13)Pm Qq= 408kg当空载时:Mm Q=Q=1.5汉 24000 汉 0.0006 +0.02X.14=72kg m2yMm QzQ-72kgPjVdc408 75N|j102 60 m 102 60 0.95 2=2.63kw(3-16)验算电机发热式中：Pj = Pmg 满载运行时的静阻力 机台数）初选电动机功率：N = kdNj=1.3 2.63 = 3.42kwm=2（驱动电(3-17)式中：kd电动机功率增大系数，由1表中7-6查得 kd=1.3查2表33-6选用电动机JZR2-12-6; N3.5kw ；=91

27、0rpm ； GD20.142kg m2；电动机重量Gd=80kg等效功率：电动机JZR-12 6(3-15)16河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：王少雷设计题目：10t 桥式起重机设计设计人：侯雪鹏设计项目计算与说明结果Nx=k25：Nj=0.751.3疋2.63 = 2.56kw(3-18)式中：k25工作类型系数， 由1表6-4查得当JC% = 25时，k25=0.75 ；Y由1按起重机工作场所得 tq/tg=0.25 查得丫=1.3。 由此可知，NxCNe，故初选电动机发热条件通过电机发热验算 通过3.4选减速器车轮转数：Vdc75n 4 7 8 rpn(3-19)lie 针 J

28、O ipiii兀 Dc3.14x0.5机构传动比：n1910“c,i0=-=19.04ne47.5(3-20)查8中附表10及附表13,选用两台ZQ-350-V-1Z减速器；i0=20.49 ； N=9.2kw ；(当输入转数为1000rpm时）。可见 NjcN中级验算运行速 度和实际所 需功率实际运行速度：Vde=Vde垃厲汉190469.7 m.min i020.49(3-21)误差：VdcVdc75- 69.7c (Y7A d nnn/-7 d n/_Arn/& -U.U/1X 1UU%o 7.1%oV15%o(3-22)实际所需电动机功率：N：=Njf2.63烤=244kw(3

29、-23)均合适由于 N；Ne，故所选电动机与减速器均合适验算起动时起动时间：间,一”2）十（Q+GQe2】(3-24)tq-、mcGD1十2q375(m Mq-Mj )i02n河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：王少雷设计题目：10t桥式起重机设计设计人：侯雪鹏17设计项目计算与说明结果式中：m =900rpmm=2(驱动电动机台数)Mq-1.5Me-1.575x N(JC% =25)qm(JC%=25)3.5=1.5 m 975疋-=5.62kg m910(3-25)满载时运行静阻力矩：102- 5.24kg mjdi0n20.497.95(3-26)空载运行时的静阻力矩：MmfQ=0

30、72-Mj一 门J Q 7kc in(3-27)IVII/Q_0 * O.r lM IIIj()i020.49x0.95初步估算高速轴上联轴器的飞轮矩：(GD2Zi+(GD2) = 0.468kg m(3-28)机构总飞轮矩：(GD21 =(GD2 +(GD2)+(GD2d= 0.468+0.142 =0.61kg m2(3-29)满载起动时间：910+foxiIqfQ 虫鼻L 2 1 . 15 0.6 1q()375 汉(2 汽 5.62 5.24 )tq(Q)=9.19sec(10000 +24000 F0.52十2 = 9.19sec20.49 汇 0.95(3-30)空载起动时间：t一

31、91011061tqfQ二0厂(丄2 115 061叫)375U2X5.62-3.7)tq(QT)=5.29sec亠 24000 汇 0.52、L+ =5.29sec20.49X0.95(3-31)合适由2知，起动时间在允许范围（8-10seQ之内，故合适。河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：王少雷设计题目：10t桥式起重机设计设计人：侯雪鹏18起动工况下减速器传递的功率：河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：王少雷设计题目：10t桥式起重机设计设计人：侯雪鹏19设计项目计算与说明结果起动工况下 校核减速器 功率验算起动不 打滑条件N PdVdc(3-32)102汇60耳mQ +GVdC

32、式中：Pd=Pj+Pg=P+-dCg60tq(Qq)“c 10000+2400069.7-408 +汽9.8160 汉 9.19=846 kg(3-33)Fd计算载荷m一运行机构中，同一级传动减速器的个数，m=2因此 N = 846*69.7_ = 5.07kw102 汇 60 汉 0.95 汉 2所选减速器的N中级=9.2kw N,所以所选减速器功率 合适。由于起重机系室内使用，故坡度阻力及风阻力矩不考虑在内。以下按三种工况进行验算：1二台电动机空载时同时驱动：n=严n2(3-34)G Vd；亠代2 .丿1g 60tqD；2式中：R=P；n+pmax=5.1+6.9=12t=12000kgR

33、主动轮轮压P2=12000kg 从动轮轮压f=0.2粘着系数(室内工作)nz防止打滑的安全系数，nj1.051.212000F.2河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：王少雷设计题目：10t桥式起重机设计设计人：侯雪鹏20120000.0000.02014).5 +12000 X0.0006 2400069.7丄12丿9.8160汽5.290.5 2= 3.38nnz，故两台电动机空载起动不会打滑河北建筑工程学院毕业设计计算书21设计项目计算与说明结果2.事故状态：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nz(3-35)P2.iKi2p+RkG *2(2 丿1g

34、60tqDc2式中：Pax=69 = 6900kg 主动轮轮压P2=2FP；+pmax=2X5.1 +6.9 = 17.1t =17100kg从动轮轮压tq一台电动机工作时的空载起动时间；-910 240007.52、 Xtq=-1.15=0.61+-2-=20.78secq375(5.62-3.7 )20.492x 0.956900X0.2起动不打滑验算通过1710010.0006 +0.020.14j.5 +6900沃0.00062400069.7亠I2丿9.8160汉20.870.5 2=3.85nA，故不打滑根据上述不打滑验算结果可知，三种工况均不会打滑。而其中防止打滑安全系数最大的是

35、第（2）种工况（nz=3.85）最小的是第（3）种工况（nz= 2.71）因此，由计算结果分析，应按第（3）种工况验算。3.5选择制动器由1取制动时间 tz=5sec，按空载计算制动力矩，令Q=0得：2Mz-M；+；mdGDT+n（3-36）m375tzi0式中：M，（Pp-PmminDJ（48-192 0.5 P95一2i0-2 70.49=-1.67kg mPP= G 汉 0.002 = 24000 汇 0.002 = 48kg指导教师：王少雷设计题目：10t 桥式起重机设计设计人：侯雪鹏22河北建筑工程学院毕业设计计算书设计项目计算与说明结果（014、/、24000 0.0006 + 0

36、.02 iPmmiG K+泡严=12丿V2屮20.5 2=192kgm=2制动器台数，两套驱动装置工作1 f910 r Mz-1.67+2d.15 汉 0.61 +2、_375x524000汉0.52cc -2x0.95J = 2.8kg m20.492:y现选用两台YWZ-200/25制动器，查7表23-32其 额定制动力矩 Mez=20kg m,为避免打滑，使用时需将 其制动力矩调到2.8kg m以下。考虑到所取的制动时间 tz-：tq（Q）,在验算起动不打 滑条件时是足够安全的。3.6选择联轴器根据机构传动方案，全套机构的高速轴和低速轴都 米用浮动轴。1.机构高速轴上的计算扭矩：Mj；=

37、Mri=7.5汉1.4 = 10.5kg m（3-37）式中：Mi联轴器的等效力矩：Mi=巴Mel=23.75 = 7.5kg m巴等效系数，查8表2-7得取=2Mei=9.75 也=975 乂空=3.75kg mm910由2表33-6查得：电动机 JZR2-12-6轴端为圆柱 形，d1=35mm ；|=80mm；由2表21-15ZQ-350减速器 高速轴端为圆锥形d=40mm，l=60mm,故在8中附表17中靠电动机端选两个带*200制动轮的半齿联轴器S196（靠电动机一侧为圆柱形孔，浮动轴端d=40mm）; M|】=71kg m;（GD2Zi =0.36kg m2;重量G=15kg。在 靠

38、减速器端，选用两个半齿轮联轴器S193（靠减速器端验算起动不打 滑足够安全23指导教师：王少雷设计题目：10t 桥式起重机设计设计人：侯雪鹏河北建筑工程学院毕业设计计算书24设计项目计算与说明结果为圆锥形，浮动轴端直径d=40mm）;其M|=71kg.m；（GD2）=0.107kg m2； 重量G=8.36kg高速轴上转动零件的飞轮矩之和为：（GD2）|+（GD2） =0.36 + 0.107=0.467（3-38）与原估计基本相符，故有关计算则不需要重复1.低速轴的计算扭矩Mj；=MjS0n= 10.5 汉 20.49 汉 0.95 = 204.4kg m（3-39）查8中附表12得ZQ-3

39、50减速器低速轴端为圆柱 形,d=55mm，l=85mm查2表19-4中表得 De= 500mm 的主动车轮的伸出 轴为圆柱形，d=75mm，l=105mm从7表21-11中选用4个联轴节：其中两个为：CLZ3丫A60（靠减速器端）A55另两个为：CLZ3YA60（靠车轮端）A75所有的 Ml=315kg m ； GD0.44kg m2;重量G=25.5kg3.7浮动轴的验算1.疲劳强度的验算：低速浮动轴的等效扭矩：ML=耳Meli0n =1.4汉3.75汉20.49汉0.95=102.2kg m（3-40）式中：1等效系数，查8表2-7得1=1.4由上节已取浮动轴端直径d=60m m，故其扭

40、转应力 为：10220/2,八打 一-3-236.6 kg/cm（3-41）W 0.2席由于浮动轴载何变化为对称循环（因为浮动轴在运 行过程中正反转之扭矩相同），所以许用扭转应力为：rT,T-111320 工2/Q巧、Jk - -x- 491kg cm（3-42）k n1.921.4指导教师：王少雷设计题目：10t 桥式起重机设计设计人：侯雪鹏河北建筑工程学院毕业设计计算书25设计项目计算与说明结果式中：材料用45号钢，取b=6000 kg；cm2； % =3000 kg/cm2。所以，j =0.22丑=0.22汉6000 = 1320kgem2=0.r0.6300 1800kg;cm2k =

41、 kxkm=1.6.2=1.92 考虑零件几何形状，表 面状况的应力集中系数。查8中第二章第五节及2第四 章表可得：kx=1.6 ； km=1.2 = 1.4安全系数，由8中表2-21查得。忑n V 2k5 Jk，故疲劳强度验算通过。疲劳强度验算1.静强度验算：通过计算静强度扭矩：Mmax=crMeli0H = 2.5x3.75x20.49x0.95 = 182.5kg m（3-43）式中：屮心一动力系数，查8中2-5表可得屮和=2.5扭转应力：已 一 一口 一3- 422 kg cm（3-44）W 0.26许用扭转剪应力：可口 =丄=1800=1286kg/cm2咱1.4（3-45）1习口，

42、故静强度验算通过弋vi口，静强第 4 章桥架计算4.1桥架概述及设计要求箱形梁式桥架结构乃是国内外桥式起重机中应用最度验算通过指导教师：王少雷设计题目：10t 桥式起重机设计设计人：侯雪鹏河北建筑工程学院毕业设计计算书26设计项目计算与说明结果普遍的一种桥架结构型式，因为箱形梁式桥架结构（特 别是小车轨道正中铺设的正轨型）具有设计简单、制造 工艺性好等优点，而这些有利条件对于尺寸规格多、生 产批量大的桥式起重机标准化系列产品来说，就显得更 加重要。所以正轨箱形梁式桥架结构至今仍然是我国成 批生产的、最常用的、典型的一种桥架。主梁结构目前有两类形式。第一类：主梁是桁架结构。大车传动机构采用开始

43、齿轮传动结构，大车车轮采用滑动轴承支撑在两端梁的 下面，制动装置采取短行程和长行程交流电磁铁瓦块式 制动器，传动轴相互之间采用弹性联轴器或刚性联轴器 进行连接，主要的传动零件都不进行热处理，如车轮，齿轮和传动轴，各机构都是单件形式进行装配的，如车 轮采用滑动轴承，减速装置采用开始齿轮等，组合精度 比较低。此类起重机为过去的产品，现已不生产。第二类：主梁是箱形结构。变速装置采用减速器， 所有车轮部分的支撑，都采用滚动轴承，制动装置增添 了液压推杆瓦块式制动器和液压电磁瓦块式制动器，主 要传动零件，如车轮，齿轮，齿轮轴等，均采用较好的 钢材并进行热处理；尽可能采用组合机构进行装配，如 角型轴承箱和

44、减速器等，因此提高了装配精度，传动轴 之间的联接采用半齿联轴器和全齿联轴器的结构形式。箱形梁式桥架结构主要是由两根主梁和两根端梁组 成的。主梁是由上下盖板和两块垂直腹板组成封闭的箱 形截面的实体板梁结构。如果为了减轻重量做成等强度 梁，则腹板的下边和下盖板应做成抛物线形，但通常为 制造方便，腹板中部为矩形而两端做成梯形，同时使下 盖板两端向上倾斜。小车运行的轨道铺设在主梁上盖板 的正中间，因此两根主梁的间距便取决于小车的轨距。 安装大车运行机构和小车输电滑触线用的走台通常是悬 臂固定在主梁的外侧。指导教师：王少雷设计题目：10t 桥式起重机设计设计人：侯雪鹏河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教

45、师：王少雷设计题目：10t桥式起重机设计设计人：侯雪鹏27设计项目计算与说明结果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 在室内使用敞开式司机室，露天或者高温等恶劣工作环 境中使用封闭式司机室。设计桥架时，必须满足以下基本要求：1）桥架的强度和刚度要足够；要保证桥架的整体刚性，就不仅要求主、端梁的刚度必须大些外，而且要求 主、端梁之间的连接十分牢固；2）桥架和大车运行机构要配合好，以保证运行机构正常运转。这就要求支承传动机构的走台要和运行机构 配合好，并且使走台撑处由足够的刚度；3）桥架和起重小车要配合好；4）桥架自重要尽可能减轻，因为桥

46、架是起重机最沉重的一部分，桥架重量的减轻具有很大的经济意义；5）尽量减少桥架各部分组装件的规格数量，以求最大限度的通用性；6）在满足使用可靠，制造容易以及维修操作方便的前提下，设计时还应尽量做到造型美观。4.2主要尺寸的确定1 11 1K =（-）L =（-）22.5 = 2.5 4.0m8 58 5取K =4mL 22.5大车轮距H=1.11m(理论值)18 18K = 4mH0=(0.4 0.6)H =0.44 0.66mH =1.11m（理论值）主梁高度取 H0=0.6m1 1 1 1C = (-) L = (-)22.5 = 2 4mH0= 0.6m端梁高度105105取C =2m桥架

47、端部梯根据主梁计算高度H = 1.11m，最后选定腹板高度h =1.1moC = 2m河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：王少雷设计题目：10t桥式起重机设计设计人：侯雪鹏28形高度主梁中间截面各构件板厚度根据表8中7-1推荐确h = 1.1m河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：王少雷设计题目：10t 桥式起重机设计设计人：侯雪鹏设计项目计算与说明结果29取 B = 550mm主梁的实际高度:H=h 2=1100 2 8=1116mm（4-2）同理，主梁支承截面的腹板高度取 h。= 600mm，这 时支承截面的实际高度 H0二 h02二 616mm主梁中间截面和支承截面的尺寸简图分别示

48、4-1和图4-2。图 4-1主梁中间截面尺图 4-2主梁支承截面寸简图尺寸简图主梁腹板高度确定主梁截面尺寸定如下：腹板厚、：=6mm;上下盖板厚“ =8mm 主梁两腹板内壁间距根据下面的关系式来决定：H 1110b319mm3.53.5L 2250b450mm5050因此取b =490mm盖板宽度：B = b 2、.40 = 4902 6 40 二 542(4-1):.二6mmb 二490mmB 二550mmH二1116mm(实际值)于图-7-!J84iRH1.40.-加筋板的布置尺寸河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：王少雷设计题目：10t 桥式起重机设计设计人：侯雪鹏设计项目计算与说明

49、结果30为了保证主梁截面中受压构件的局部稳定性， 需要 设置一些加筋构件如图4-3所示。主梁端部大加筋板的间距：a：h = 1.1m，取 a =1m主梁端部（梯形部分）小加筋板的间距：a *a1=- 0.5m（4-3）2主梁中部（矩形部分）大加筋板的间距：a =（1.5 2） h = 1.65 2.2m，取 a = 2m主梁中部小加筋板的间距：若小车钢轨采用P15 轻轨，其对水平重心轴线 x-x 的最小抗弯截面模数 Wmh=47.7cm3，则根据连续梁由钢轨的弯曲强度条件求 得加筋板间距（此时连续梁的支点即加筋板所在位置； 使一个车轮轮压作用在两加筋板间距的中央）：式中：P小车的轮压，取平均值

50、，并设小车自重为Gxc= 4000kg ；二一动力系数，由图曲线查得亍-1.15 ；钢轨的许用应力，I-1700kg cm2因此，根据布置方便，取a1=a=1m2a-6忆71700“2m4000 10000二P1.15(4-4)/ / / / z r / / / / / / Z / /111c-B1图4-3主梁截面图a二1ma 0.5m河北建筑工程学院毕业设计计算书31设计项目计算与说明结果计算载荷确 疋主梁垂直最 大弯矩1100由于腹板的高度比 h/6=183A160，所以要设置水平加筋杆，以保证腹板局部稳定性。采用245x45x5角钢作水平加筋杆。4.3主梁的计算查8中7-11图曲线得半个

51、桥架(不包括端梁)的自 重，Gq：2=8.7t则主梁由于桥架自重引起的均布载何：Gq 28.7q1 =- =-= 0.3871 m(4-5)L22.5对于箱形主梁的受载而言，主梁，轨道，走台和栏 杆等组成的半个桥架的结构自重，均属于均布载何。大车运行机构采用分别驱动， 主梁所受的全部均布 载何qH就是桥架自重引起的均布载何。q，=qi(4-6)主梁的总均布载荷：q F=qi=0.387t/m(4-7)主梁的总计算均布载荷：q =佔=1.1 x 0.387 =0.4257 tjm(4-8)式中：k =1.1 冲击系数，查8中表2-6可得。作用在一根主梁上的小车两个车轮的轮压值可根据8中表7-4中

52、所列数据选用：卩勺=3700kg; P2= 3600kg考虑动力系数屮口的小车车轮的计算轮压值为：R =屮册=15 汇 3700 = 4255kg(4-9)P2=屮申=1.15 沢 3600 =4140kg(4-10)式中：屮口 = 1.15 动力系数司机操控室的重量Go为固定的集中载荷，重心作用 位置到主梁一端的距离大约取1。-2.8m。属于固定载荷 的还有大车运行机构的电动机和减速器等较沉的部件重 量。主梁垂直方向载荷计算简图如下图4-4所示：qi= 0.32t/ m qy=0.067t/ mGd= 0.75tq= 0.387 t/mq = 0.4257 t/mR = 4255 kgP2=

53、 4140 kg指导教师：王少雷设计题目：10t 桥式起重机设计设计人：侯雪鹏河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：王少雷设计题目：10t 桥式起重机设计设计人：侯雪鹏设计项目计算与说明结果32（4-11）设敞开式司机操控室的重量为 G0= 1000kg ,其重心 距支点的距离为 I。=280cm。将各已知数值带入上式计算可得：MmGxP）=6.6 106kg cm主梁水平方向载荷计算简图如图4-5所示：图4-5主梁水平方向载荷计算简图主梁水平方向弯矩图如图4-6所示:主梁水平最大弯矩2R P2M*)axL - Bxc +qL + kfidL丿2 L丿吐i+q L2丿M 叢=6.606kgc

54、m1ITliirii mmITII11111 III iJlfT 1 lllll,Psiiirkiiniiiiiiiii miuilllllllllllll 1 Illi,L/2rr+L河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：王少雷设计题目：10t 桥式起重机设计设计人：侯雪鹏设计项目计算与说明结果33由公式计算主梁水平最大弯矩：FgLTL qg2L）Mqma1- + 3_p（4-12）g4i2丫 丿24i丫 丿式中：=L8CfXCIy13K2Iy2作用在主梁上的集中惯性载荷为：R*F23700+3600/、Pq =12730kq（4-13）10 10作用在主梁上的均布惯性载荷为：主梁的强度验

55、算图4-6主梁水平方向弯矩图河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：王少雷设计题目：10t 桥式起重机设计设计人：侯雪鹏设计项目计算与说明结果34qg=久=0.387 = 0.0387 tim（4-14）q10 10计算系数 时，取近似比值Iy1=2;1y2C =（K -LxC）/2 =100cm 并且已知K=400cm，Lxc= 200cm。因此可得:730225012250丄0.387汉22502i2汉2250 !Mgmax1 - - - 3 -4 V 2 266丿24 V 2266丿= 2.534 105kg cm(4-16)主梁中间截面的最大弯曲应力计算：= 22508 1003200

56、333 40032 二2266(4-15)河北建筑工程学院毕业设计计算书35设计项目计算与说明结果MmafMgmax/4 4=%)+%=WW6 口(4-17)式中：Wx主梁中间截面对水平重心轴线x-x 的抗弯截面模数，其近似值：p )“10 96、3Wx= +Bd h= -+ 50 汉 0.8 110 =6820cmX131丿i3丿Wy主梁中间截面对垂直重心轴线y - y的抗弯截面模数，其近似值：Wy=更1+h6 bJ508+1107.6I45 = 3570cm3 yI 3丿i3.丿因此可得：656.6X10 丄 2.534X10dnooi/2b =- + -= 1038 kg / cm682

57、03570查8中表得Q235钢的许用应力为口 = 1600 kg fem2。故貯口主梁支承截面的最大剪力计算：Q(Q4P)max=QmaX勻可口(4-18)Ix026丄丄式中：QmGJ主梁支承截面所受的最大剪力Qmar=P+卩2十+吟匣+0 屮L2L_ 2250-140 . 4.257 沢 2250 +1.1 汇 750 4255+4140+22502+1 1F0002250-280= 13720kg(4-19)2250Ix0主梁支承截面对水平重心轴线 x-x 的惯性矩，其近似值：3Wx= 6820cm33Wy= 3570cmo7= 1038kg/ cm2中口Qma =137204Ix0= 9

58、5500cm指导教师：王少雷设计题目：10t 桥式起重机设计设计人：侯雪鹏河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：王少雷设计题目：10t 桥式起重机设计设计人：侯雪鹏设计项目计算与说明结果36Ix0:Wx 0H。=260汉0.661.64= - + 50汉0.8 60江-=9550cm3丿2静矩:S =2 沧h0 B、1 % 124122 丿60 0.6 60 60 0.83/=2 -亠 50 0.81756cm(4-21)24(22 丿主梁的垂直刚度验算因此可得： 13720756/2max =210 kg cm95500 2 0.6查8中表2-24可知Q235钢的许用剪 应力为950kgc

59、m2,故 :匕，由上面的计算可知强度 足够。主梁在满载小车轮压作用下，在跨中产生的最大垂 直挠度计算：max：、 |强度足够RL31+a(1-6P2+4P448Elx(4-22)式中：唏號巾973:二Bxc=140=0.07L 2000H1116lx：WX68203.8 1052 2因此可得：324_ 3700 2250 1 0.973(1 -6 0.074 0.07 )48 2.1 1063.8 105二 0.376cm允许的挠度值为:f 二 0.376cmf f(4-20)S主梁支撑截面半面积对水平重心轴线x-X 的S =1756cm3Sax =210kgc河北建筑工程学院毕业设计计算书指

60、导教师：王少雷设计题目：10t 桥式起重机设计设计人：侯雪鹏设计项目计算与说明结果37河北建筑工程学院毕业设计计算书38设计项目计算与说明结果主梁的水平 刚度验算f-(11L -2.86 2cm7001000 丿因此fcf主梁在大车运行机构起、制动惯性载荷作用下，产 生的水平最大挠度计算：耳J”；-4948Ely i4丫丿384EJy iY丿(4-23)式中：Pg= 730kg；q9= 0.387kg/cm；Y =2266|y=Wy旦= 3570 x50= 89250cm42 2由此可得：730汉22503C3汉2250、fg _61 -9482.1106x 89250i恥2266丿0.387汉225