5t x 10.5m桥式起重机端梁课程设计说明书

机电一体化课程设计机电一体化课程设计课程设计题目：5tx10.5m桥式起重机端梁的设计学 院 机械自动化学院专 业 机电…体化专业学 号 学生姓名 指导教师日 期 2021年7月.2端梁的设计端梁釆用箱型的实体板梁式结构，是由车轮组合端梁架组成，端梁的中间截面也是由上盖板，下盖板和两块腹板组成；通常把端梁制成制成两个分段，端梁是由两段通过连接板和角钢用高强螺栓连接而成。端梁的主要尺寸是依据主梁的高度，小车轨距；选用的车轮大小决定的。本次设计大车的运行釆用集中驱动的方案。在装配起重机的时候，先将端梁的一段与其中的一根主梁连接在一起，然后再将端梁的两段连接.1.3端梁的计算1.3.1设计条件：1.额定起重量Q=5000KG,跨度L=10.5m2.大车运行速度VQ=90m/min3.起重机类型A5级4.小车运行速度V=40m/min5.大车行走机构为集中驱动6.小车轨距LXC=2000mm7.小车轮距BXC=1400mm8.起升速度V=11m/min9.起升高度：12m1.3.2计算载荷的确定1.两条主梁的重量G1=3900Kg2.小车总重约G2=2500Kg3.起重量Q=5000kg4.设小车走到最端部时，吊钩重新离大车轨道的中心距离1000mm5.其余忽略不计则，端梁承受两条梁的最大载荷为P=(10.5-1)/10.5*9.8*(3900+2500+5000)/2=50540N1.3.3端梁的尺寸初步设定.大车车轮直径选500mm1.截面总高度600mm2.总宽度460mm3.盖板厚度8mm4.底板厚度8mm5.前后腹板的厚度均采用6mm6.端梁的外形大概如下图所示1.4受力分析与强度校核按照对称的方式设计1.支座反力RA=RB=P2.最大弯矩Mmax=Pa设当起吊中心离大车轨道中心距离1m时，P的值最大，即P=（L-1）/L*9.8*(G1+G2+Q)/2其中跨度L=10.5m，两条主梁的重量G1=3900Kg，小车总重约G2=2500Kg，额定起重量Q=5000KG代入以上公式得:P=(10.5-1)/10.5*9.8*(3900+2500+5000)/2=50540N即支座反力RA=RB=50540NMmax=P*a=2173066*1.025=51804Nm最大剪力发生在A和B处，A和B处的横截面如图五所示，计算出该横截面的面积：A=8*460+6*202*2+14*135*2=9884mm2=0.009884m21.抗剪切强度的计算τmax=1.5*RA/A=1.5*P/A=1.5*50540/0.009884=7669971Pa=7.7MPa注：1.5为起重机安全系数Q235材料许用剪切应力[τ]=235*0.8=188MPaτmax<[τ]所以抗剪强度足够2.弯曲强度的计算根据图六计算，正应力的抗弯截面模量WZ=(460*6003-458*5843)/6*600=2260297mm3=0.002260297m3σmax=1.5*Mmax/Wz=1.5*51804/0.002260297=34378668Pa=34.4MPa(查机械设计手册查得，该材料的屈服强度为235Mpa,起重机械的安全系数为1.5)σmax<[σ]=235MPa,所以弯曲强度足够最终结果，端梁的强度足够。因此车惯性载荷，由【因此车惯性载荷，由【1】公式7-8计算:1.5主要焊缝的计算1.5.1.焊脚尺寸的设计填角焊缝的计算厚度不得小于4mm，同时不得大于1.2，为焊件中厚度较小者。主梁上下盖板与腹板之间的角焊缝的剪切应力应满足：式中：——主梁在垂直载荷作用下的最大支反力（N），=主梁跨端最大剪力；I——主梁端部支承截面对水平重心轴x-x的惯性矩（mm4）；S1——主梁端部上盖板面积对截面水平重心轴线x-x的静矩（mm3）；hf——角焊缝计算厚度，等于角焊缝斜边上的高（mm），[τ]——角焊缝的许用剪切应力（MPa）。当单面填角焊缝时hf=0.7K，采用双面填角焊缝时hf=1.4K，当全焊透时hf=δ，K——焊脚高度（mm），δ——焊件中厚度较小者的板厚（mm）。=460*8*（（600+8）/2）=1118720mm3=460*83/6+2*460*8*【（460+8）/2】2+6*6003/6=39253+403004160+216000000=619043413mm4代入以上公式=50540*2*1118720/（2*5*619043413）=18.27MPa焊缝的许用应力由【1】第三章査得[r]=95MPa,因此各焊缝的计算应力满足要求。深熔角焊缝时，计算高度hf的确定见《焊接结构》(田锡唐著)第三章第3节“焊接接头静载强度计算”。焊缝的许用应力可参考《焊接结构》第三章第4节“焊缝许用应力”。结束语通过此次课程设计，让我体验了一次设计过程的体验。首先，此次课程设计把之前的理论知识复习、总结并应用于实践当中，让我们对工程机械特别是起重机械有了更深入的了解。从整体结构到各个部件都有了一个全面的认识。此次设计不但是对我们以前学习的一种深入，更是我们今后的学习打下了理论基础。回顾整个设计的过程，从自己确定设计题目，到自己通过各种方法收集资料，为设计做准备，再到设计与计算等等。我独立完成了整个课程设计，其中的感受及心得，不是几段文字能完全表达清楚的，在这期间，设计带给我苦闷，也给我带来了欢乐。我设计的主要是起重量5t，跨度10.5m的桥式起重机的“端梁”这个部件的设计，并编写了制作工艺卡，焊接工艺卡，焊接工艺评定等工艺文件。从端梁，的尺寸，设计计算，出工程图，以及焊接工装夹具，制作前备料，到装焊，焊接，加工，检验等这些必要的工艺文件，我都根据查阅了很多相关的资料进行了编辑，通过这样的一个过程，我了解了一些机械设计步骤，掌握了一些箱型结构的焊接知识，对以后出去工作会有很大的帮助。在整个设计过程中，要有详细的图纸，我的图纸折合2张A2的图纸，包括端梁结构图A2一张，焊接夹具A2一张。在这过程中，发现了自己的一些不足，包括计算时有些细节没有考虑到，画图时，还不是很专业，难免会出现一些小的错误，因此我会在今后学习和工作中会加以改进。参考文献陈道南，盛汉中主编.起重机课程设计M.(第二版).北京：冶金工业出版社，1993.66~128陈道南编.起重机运输机械M.(第二版).北京：冶金工业出版社，1993.66"128中华人民共和国国家标准.起重机设计规范(GB3811-83)[M].北京：中国标准出版社，1984.90~200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，1979.200一314东北工学院《机械零件设计手册》编写组.机械零件设计手册[M](第二版).中册.北京：冶金工业出版社，1987.155~190须雷.起重机的现代设计方法，起重运输机械[M]1996(8):3-7王小明，卢志强国内外大型起重机的研究现状及发展趋势[J].机电产品开发与创新1002-6673(2009)02-006-03沈红桂等.并行工程与计算机集成制造系统[C].全国第四届CAD/CAM学术报告会议文集.1996.8钟义信等，智能理论与技术一一人工智能与神经网络[M],北京：人民邮电出版社.1992.致谢毕业设计是我们大学生活中很重要的一个课题,现在我完成毕业设计即将完成学业、步入社会，首先要感谢蔡芸老师在毕业设计过程中的指导和帮助，蔡老师认真负责的工作作风，平易近人的态度让我在毕业设计中收获颇丰，在此，向老师表示衷心的感谢和最诚挚的敬意，感谢