1、1河北建筑工程學院畢業設計計算書設計項目計算與說明結果第 1 章前言橋式起重機是一種重要的物料搬運機械。橋式起重 機的橋架沿鋪設在兩側咼架上的軌道縱向運行，起重小 車沿鋪設在橋架上的軌道橫向運行，構成一矩形的工作 范圍，就可以充分利用橋架下面的空間吊運物料，不受 地面設備的阻礙。橋式起重機可分為普通橋式起重機、 簡易梁橋式起重機和冶金專用橋式起重機3種。物料搬運成了人類生產活動的重要組成部分，距今 已有五千多年的發展歷史。隨著生產規模的擴大，自動 化程度的提高，作為物料搬運重要設備的起重機在現代 化生產過程中應用越來越廣，作用愈來愈大，對起重機 的要求也越來越咼。起重機正經歷著一場巨大的變革。

2、 大型化和專業化、模塊化和組合化、輕型化和多元化、 自動化和智能化、成套化和系統化以及新型化和實用化 是這場變革得主題。經過幾十年的發展，我國橋式起重機行業已經形成 了一定的規模，市場競爭也越發激烈。橋式起重機行業 在國內需求旺盛和出口快速增長的帶動下，依然保持高 速發展，產品幾近供不應求。盡管我國起重機行業發展 迅速，但是國內起重機仍缺乏競爭力。從技術實力看， 與歐美日等發達地區相比，中國的技術實力還有一定差 距。目前，過內大型起重機尚不具備大量生產能力。從 產品結構看，由于技術能力所限，中國起重機在產品結 構上也不完善，難以同國外匹敵。 橋式起重機可分為以下幾類：1.通用橋式起重機1）抓斗

3、橋式起重機抓斗橋式起重機的裝置為抓斗，以鋼絲繩分別聯系 抓斗起升、起升機構、開閉機構。主要用于散貨、廢舊 鋼鐵、木材等的裝卸、吊運作業。這種起重機除了起升 閉合機構以外，其結構部件等與通用吊鉤橋式起重機相2指導教師：王少雷設計題目：10t 橋式起重機設計設計人：侯雪鵬3河北建筑工程學院畢業設計計算書同。2）電磁橋式起重機電磁橋式起重機的基本構造與吊鉤橋式起重機相 同，不同的是吊鉤上掛1個直流起重電磁鐵（又稱為電磁 吸盤），用來吊運具有導磁性的黑色金屬及其制品。通常 是經過設在橋架走臺上電動發電機組或裝在司機室內的 可控硅直流箱將交流電源變為直流電源，然后再通過設 在小車架上的專用電纜卷筒，將直

4、流電源用撓性電纜送 到起重電磁鐵上。3）通用吊鉤橋式起重機通用吊鉤橋式起重機由金屬結構、大車運行機構、 小車運行機構、起升機構、電氣控制系統及司機室組成。 取物裝置為吊鉤。額定起重量為10t以下的多為1個起升 機構；16t以上的則多為主、副兩個起升機構。這類起重 機能在多種作業環境中裝卸和搬運物料及設備。4）兩用橋式起重機兩用橋式起重機有3種類型：抓斗吊鉤橋式起重機、 電磁吊鉤橋式起重機和抓斗電磁橋式起重機。其特點是 在一臺小車上設有兩套各處獨立的起升機構， 一套為抓 斗用， 一套為吊鉤用（或一套為電磁吸盤用一套為吊鉤用， 或一套為抓斗用一套為電磁吸盤用）。5）三用橋式起重機三用橋式起重機是一

5、種多用的起重機。其基本構造 與電磁橋式起重機相同。根據需要可以用吊鉤吊運重物， 也可以在吊鉤上掛一個馬達抓斗裝卸物料，還可以把抓 斗卸下來再掛上電磁盤吊運黑色金屬，故稱為三用橋式（可換）起重機。這種起重機適用于經常變換取物裝置的物 料場所。6）雙小車橋式起重機這種起重機與吊鉤橋式起重機基本相同，只是橋架 上裝有兩臺起重量相同的小車。這種機型用于吊運與裝 卸長形物件。2.電動胡戶型橋式起重機4河北建筑工程學院畢業設計計算書指導教師：王少雷設計題目：10t 橋式起重機設計其特點是橋式起重機的起重小車用自行式電動葫蘆 代替，或者用固定式電動葫蘆作起重小車的起升機構， 小車運行、大車運行等機構的傳動裝

6、置也盡量與電動葫 蘆部件通用化。因此，與上述通用橋式起重機相比，電 動葫蘆型橋式起重機雖然一般起重量較小、工作速度較 慢、工作級別較低，但其自重輕、能耗較小、易采用標 準產品電動葫蘆配套，對廠房建筑壓力負載較小，建筑 和使用經濟性都較好。因此在中小起重量范圍的一般使 用場合使用越來越廣泛，甚至有替代某些通用橋式起重 機的趨勢。1）電動梁式起重機其特點是用自行式電動葫蘆替代通用橋式起重機的 起重小車，用電動葫蘆的運行小車在單根主梁的工字鋼 下翼緣上運行。跨度小時直接用工字鋼作主梁，跨度大 時可在主梁工字鋼的上面再作水平加強，形成組合斷面 主梁。其主梁可以是單根主梁（電動單梁式起重機），也可 以是

7、兩根主梁（電動雙梁式起重機），其橋架可以是像通用 橋式起重機那樣通過運行裝置直接支撐在高架軌道上， 也可以通過運行裝置懸掛在房頂下面的架空軌道上（懸掛 式）。2）電動葫蘆橋式起重機其特點是固定式電動葫蘆裝在小車上作起升機構，小車運采用行機構也多采用電動葫蘆零部件作成簡單的 構造形式，小車也極為簡便輕巧，其整體高度小，小車 及橋架自重輕、重心低、有很廣泛的使用適應性。 箱形雙梁橋式起重機是由一個有兩根箱形主梁和兩根 橫向端梁構成的雙梁橋架，在橋架上運行起重小車，可起 吊和水平搬運各類物體，它適用于機械加工和裝配車間 料場等場合。橋架的結構主要有箱形結構，空腹桁架式 結構，偏軌空腹箱形結構及箱形單

8、主梁結構等，5-80噸 中小起重量系列起重機一般采用箱形結構，且為保證起 重機穩定，選擇箱形雙梁結構作為橋架結構。為了操縱 和維護的需要，在傳動側走臺的下面裝有司機室。司機指導教師：王少雷設計題目：10t 橋式起重機設計設計人：侯雪鵬設計人：侯雪鵬河北建筑工程學院畢業設計計算書5室有敞開式和封閉式兩種，一般工作環境的室內米用敞 開式的司機室，在露天或高溫等惡劣環境中使用封閉式 的司機室。箱形雙梁橋架具有加工零件少，工藝性好， 通用性好等優點。橋架結構應根據其工作類型和使用環 境溫度等條件，按照有關規定來選用鋼材。橋式起重機一般由裝有大車運行機構的橋架、裝有 起升機構和小車運行機構的起重小車、電

9、氣設備、司機 室等幾個大部分組成。外形像一個兩端支撐在平行的兩 條架空軌道上平移運行的單跨平板橋。起升機構用來垂 直升降物品，起重小車用來帶著載荷作橫向運動；橋架 和大車運行機構用來將起重小車和物品作縱向移動，以 達到在跨度內和規定高度內組成三維空間里作搬運和裝 卸貨物用。橋式起重機是使用最廣泛、擁有量最大的一種軌道 運行式起重機，其額定起重量從幾噸到幾百噸。最基本 形式是通用吊鉤橋式起重機，其他形式的橋式起重機基 本上都是在通用吊鉤橋式的基礎上派生發展出來的。通過本次設計學會對橋架金屬結構的設計，加深對橋 式起重機各部分功能和設計特點的掌握，學會使用許用應 力法設計.設計中認真參考各種資料如

10、,運用各種途徑如上網,采取計算機輔助設計AutoCAD2012努力對橋式起重機橋架金屬結構進行合理 設計；進一步提高機械設計能力和鞏固所學過的起重機 械及機械零件等課程的理論知識。在設計中不僅學會整 部機器的設計方法，并且要熟悉零件的工藝性、機器的 裝配和安全技術等方面的知識， 從而提高分析問題和解 決問題的能力。此外，本次起重機設計還具有所采用的零部件工藝 性好，裝拆檢修容易，操作方便和使用安全，機器重量 輕，成本低等特色，在學習和繼承現有技術資料和典型 結構的基礎上進行了改造和大膽創新。指導教師：王少雷設計題目：10t 橋式起重機設計設計人：侯雪鵬6河北建筑工程學院畢業設計計算書設計項目計

11、算與說明結果第 2 章總體設計2.1總體參數通用橋式起重機一般由橋架、起升機構、大車運行 機構、小車運行機構、電氣設備、司機室等幾大部分組 成。本設計為某廠機械加工車間使用的電動雙梁吊鉤橋 式起重機。設計參數：起重量10t，起升高度15m，橋架跨度22.5m;起升速度 v =7.5mmin ；小車運行速度 Vxc=45m/min ；大車運行速度 Vdc=75m/min ； 工作類型 均為中級； 機構運轉持續率 JC%= 25 ；小車軌距 Lxc= 2000mm ;小車輪距 Bx1400mm ;起重機估計總 重G =24t;估計小車重量 Gxc=4t。2.2小車總體布置總體設計是起重機設計中極為

12、關鍵部分，它是對起 重機本身構思、 設計的總體思路。 總體設計關系到起重 機出廠后的性能、經濟性、環保性、操作的舒適性等等，所以總體設計直接決定了起重機設計的成敗。同時對設計對象進行構想設計思路的過程，也至關 重要。在拿到設計題目后，進行了具體的分析研究，參 考同類型起重機的有關資料之后制定了總體設計原則。設計原則應當保證在滿足使用要求的前提下，所設計的 機型應結構合理并符合相關的性能、 經濟、環保等要求。小車主要有起升機構、運行機構和小車架組成。整臺起重機與廠房建筑物的配合以及小車與橋架的 配合要適當。小車與橋架的互相配合，主要在于小車軌 距和橋架上的小車軌距應相同；其次，小車上的緩沖器 與

13、橋架上的擋鐵位置要配合好，小車上的撞尺和橋架上 的行程限位開關要配合恰當。小車的平面布置愈緊湊，小車到橋架的兩端愈遠，起重機工作范圍也就愈大。小 車的高度小，相應地可使起重機的高度減小，從而可降 低廠房建筑物的高度。7指導教師：王少雷設計題目：10t 橋式起重機設計設計人：侯雪鵬河北建筑工程學院畢業設計計算書8設計項目計算與說明結果小車上機構的布置及同一機構中各零部件間的配合 要求適當。起升機構和小車運行機構在小車架平面上的 布置要合理緊湊，但二者之間的距離不應太小，否則維 修不便，或造成小車架難以設計。小車車輪的輪壓分布要求均勻。如能滿足這個要求， 則可以獲得最小的車輪、軸承及軸承箱尺寸，并

14、且使起 重機橋架主梁受到均勻的輪壓載荷。一般最大輪壓不應 超過平均輪壓的20%。小車架上的機構與小車架結構的配合要適當。為使 小車上的起升、運行機構與小車架配合的好，要求二者 之間的配合尺寸相符；聯接零件要選擇適當和安裝方便。在設計原則上，要以機構為主，應盡量用小車架去配合 機構；同時機構的布置也要盡量使鋼結構的設計制造方 便。因為小車架是用來安置與支撐起升機構和小車運行 機構的，所以小車架要按照起升和運行機構的要求設計，但在不影響機構工作的條件下， 機構的布置也應配合小 車架的設計，使其構造簡單、合理和便于制造。在設計橋式起重機小車時，必須滿足以下方面要求：1）整臺起重機與廠房建筑物的配合，

15、以及小車與橋 架的配合要適當；2）小車上機構的布置及同一機構中各零件間的配 合要求適當；3）小車車輪的輪壓分布要均勻；4）小車架上的機構與小車架配合要適當；5）盡量選擇標準零部件，以提高設計與制造的工作 效率，降低生產成本；6）小車各部分的設計應考慮制造、安裝和維護檢修 方便，盡可能保證各部件拆下修理時而不需移動鄰近的 部件。對于具有四個車輪其中半數為主動輪的小車運行機構，其傳動方案可分為兩大類：即帶有開式齒輪傳動指導教師：王少雷設計題目：10t 橋式起重機設計設計人：侯雪鵬河北建筑工程學院畢業設計計算書9設計項目計算與說明結果和全部為閉式齒輪傳動。 由于開式齒輪、 輪齒的磨損嚴 重， 因此，

16、一般用途的橋式起重機小車運行機構，大多 米用閉式齒輪傳動。起升系統的傳動原理。起升機構的動力來源，是由 電動機發生，經齒輪聯軸器，補償軸，制動軸聯軸器， 將動力傳遞給減速器的高速軸端，最終減速器把電動機 的咼轉數降低到所需的轉數之后，由減速器低速軸輸出 經卷筒上的內齒圈，把動力傳遞給卷筒組，再經過鋼絲 繩和滑輪組使吊鉤進行升降，從而完成升降重物的目的。起升機構采用閉式傳動方案，電動機軸與二級圓柱 齒輪減速器的高速軸之間采用兩個半齒聯軸器和一中間 浮動軸聯系起來，減速器的低速軸與卷筒之間采用圓柱 齒輪傳動。布置起升機構的各零部件時，應使機構總重 心接近小車架的縱向中心線，以便能最后得道比較均勻

17、的小車輪壓。起重小車運行系統的傳動原理：動力由電動機發 出，經制動輪聯軸器，補償軸和半齒聯軸器，將動力傳 遞給立式二級減速器的咼速軸端，并經立式二級減速器 把電動機的高轉數降低到所需要的轉數之后， 再由低速 軸端輸出，又通過半齒聯軸器補償軸，半齒聯軸器與小 車主動車輪軸聯接，從而帶動了小車主動輪的旋轉，完 成小車的橫向運送重物的目的。運行機構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，電動機裝在小車架的臺面上，由于電動機軸和 車輪軸不在同一個平面上，所以運行機構采用立式三級 圓柱齒輪減速器，在減速器的輸入軸與電動機軸之間采 用全齒聯軸器直接連

18、接；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軸器的連接方式。指導教師：王少雷設計題目：10t 橋式起重機設計設計人：侯雪鵬河北建筑工程學院畢業設計計算書10設計項目計算與說明結果第 3 章大車運行機構計算3.1大車運行機構概述及設計要求大車運行機構的設計通常是和橋架的設計一起考 慮，兩者的設計工作要交叉進行。一般的設計包括：1）確定橋架結構的形式和大車運行機構的傳動方式；2）布 置橋架的尺寸；3）安排大車運行機構的具體位置和尺寸；4）綜合考慮二者的關系和完成各部分的設計。大車運行機構的傳動方案，基本分兩類，即：分別 傳動和集中傳動。在橋式起重機常用的跨度（10.532m）范圍內

19、，均可用分別傳動的方案。若米用集中傳 動時，對于大跨度（16.5m，宜采用高速集中傳動方 案，而對于小跨度（13.5m，可米用低速集中傳動方 案。分別驅動省去了中間部分的傳動軸，使得質量減 輕，尺寸減小。分別驅動的結構不因主梁的變形而在大 車傳動性機能方面受到影響，從而保證了運行機構多方 面的可靠性。所以，大車運行機構采用分別驅動。大車運行系統的傳動原理。動力由電動機發出，經 制動輪聯軸器，補償軸和半齒聯軸器將動力傳遞給減速 器的咼速軸端，并經減速器把電動機的咼轉數降低到所 需要的轉數之后，由低速軸傳出，又經全齒聯軸器把動 力傳遞給大車的主動車輪組，從而帶動了大車主動車輪 的旋轉，完成橋架縱行

20、吊運重物的目的。大車兩端的驅 動機構是一樣的。對大車運行機構的設計基本要求是：1）機構要緊湊，重量要輕；2）和橋架的配合要合適，這樣，橋架容易設計，機 構好布置，并且使走臺不致過大；3）盡量減輕主梁的扭轉載荷，不影響橋架的剛度；4）維護檢修方便，機構布置合理，使司機上下走臺 方便，便于裝拆零件及操作。指導教師：王少雷設計題目：10t 橋式起重機設計設計人：侯雪鵬河北建筑工程學院畢業設計計算書11空載時，最大輪壓：P二G_ GxcGxcL T42 L24 -44 22.5 -16.9t4222.5指導教師：王少雷設計題目：10t 橋式起重機設計設計人：侯雪鵬設計項目計算與說明結果確定機構傳動方案

21、跨度22.5m為中等跨度，為減輕重量，決定采用電 動機與減速器間、減速器與車輪間均有浮動軸的布置傳 動方案如圖3-1所示。1-電動機；2-制動器；3-帶制動輪的半齒輪聯軸器；4-浮動軸；5-半齒聯軸器；6-減速器；7-車輪3.2選擇車輪與軌道，并驗算其強度按圖3-2所示的重量分布，計算大車車輪的最大輪 壓和最小輪壓Gs=G-Gx.g7777772PULLn2Pmax圖3-2輪壓計算圖滿載時，最大輪壓：二 G -Gxc. Q GxcL _ e42 L=心+注過 221“ 65t4220Pmax(3-1)Pmax= 11 .65t(3-2)Pmax= 6.9t圖3-1分別傳動大車運行機構布置圖河北

22、建筑工程學院畢業設計計算書12空載時，最小輪壓:河北建筑工程學院畢業設計計算書指導教師：王少雷設計題目：10t橋式起重機設計設計人：侯雪鵬13B-K吉纟1L1-1-L5c122E一2匯+4-2C十X1TG4-4-4-4G24- -爲P3)-3/l.mmp714 a=0 41J一一QG荷4-3/(-QG740度速行運當輪車擇選69-表中由QG時inmmo966- cvd為道軌cD8-/zDo亠00一/Kxz一一z0一c-、Az29-_QV-得節二第草- -查2屮6o-23-dk-巳63-式TLTL.5+G啟Q-+64+七44-4G-N-522kg255=97477-3z(-巳k55k99可-35

23、-表- -查數系化變荷載-Y當得91 a-Y時52o-00006624-Q-G種一第知可-25-表- -查數系擊沖TdKdK時cesm51-U河北建筑工程學院畢業設計計算書14指導教師：王少雷設計題目：10t 橋式起重機設計式中：r軌頂弧形半徑，由7查表2-32得r =40cm對于車輪材料ZG55H，由1表5-4得，接觸許用應力J = 17000 19000kg cm2，因此，二jd十jd, 故疲勞計算通過計算最大輪壓：Pjmax二心二Pmax= 1.1 11650 = 12815kg(3-9)式中：Kc二一沖擊系數，由表1第U類載荷，當V -1.25 m sec 時，K- = 1.1按點接觸

24、情況進行強度校核的接觸應力：(3-11)由2表19-4得Dc=500mm車輪的軸承型號為100+1807520,軸承內徑和外徑的平均值為：=140mm;2由1中表7-1 表7-3查得：滾動摩擦系數k=0.0006m；軸承摩擦系數-0.02 ；附加阻力系數B=1.5代入上式得:設計人：侯雪鵬設計項目計算與說明結果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疲勞計算通過運行阻力計乙1Dc r2二40。031281550匚朋卅10)jmax=4000：31Pjmax車輪材

25、料采用ZG55U,查1表5-4得:二jmax二20000 230000kg cm2jmax -，jmax， 故強度足夠摩擦總阻力矩：；jmax= 15132kg cm2jmax卜jmax強度足夠河北建筑工程學院畢業設計計算書15(3-14)72-1= 288kg0.5 匯一23.3選擇電動機電動機靜功率:指導教師：王少雷設計題目：10t 橋式起重機設計設計人：侯雪鵬設計項目計算與說明結果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運行摩擦阻力:MmjQQ102

26、PmQq = D2=1 =408kgDc20.5 漢一2(3-13)Pm Qq= 408kg當空載時:Mm Q=Q=1.5漢 24000 漢 0.0006 +0.02X.14=72kg m2yMm QzQ-72kgPjVdc408 75N|j102 60 m 102 60 0.95 2=2.63kw(3-16)驗算電機發熱式中：Pj = Pmg 滿載運行時的靜阻力 機臺數）初選電動機功率：N = kdNj=1.3 2.63 = 3.42kwm=2（驅動電(3-17)式中：kd電動機功率增大系數，由1表中7-6查得 kd=1.3查2表33-6選用電動機JZR2-12-6; N3.5kw ；=91

27、0rpm ； GD20.142kg m2；電動機重量Gd=80kg等效功率：電動機JZR-12 6(3-15)16河北建筑工程學院畢業設計計算書指導教師：王少雷設計題目：10t 橋式起重機設計設計人：侯雪鵬設計項目計算與說明結果Nx=k25：Nj=0.751.3疋2.63 = 2.56kw(3-18)式中：k25工作類型系數， 由1表6-4查得當JC% = 25時，k25=0.75 ；Y由1按起重機工作場所得 tq/tg=0.25 查得丫=1.3。 由此可知，NxCNe，故初選電動機發熱條件通過電機發熱驗算 通過3.4選減速器車輪轉數：Vdc75n 4 7 8 rpn(3-19)lie 針 J

28、O ipiii兀 Dc3.14x0.5機構傳動比：n1910“c,i0=-=19.04ne47.5(3-20)查8中附表10及附表13,選用兩臺ZQ-350-V-1Z減速器；i0=20.49 ； N=9.2kw ；(當輸入轉數為1000rpm時）。可見 NjcN中級驗算運行速 度和實際所 需功率實際運行速度：Vde=Vde垃厲漢190469.7 m.min i020.49(3-21)誤差：VdcVdc75- 69.7c (Y7A d nnn/-7 d n/_Arn/& -U.U/1X 1UU%o 7.1%oV15%o(3-22)實際所需電動機功率：N：=Njf2.63烤=244kw(3

29、-23)均合適由于 N；Ne，故所選電動機與減速器均合適驗算起動時起動時間：間,一”2）十（Q+GQe2】(3-24)tq-、mcGD1十2q375(m Mq-Mj )i02n河北建筑工程學院畢業設計計算書指導教師：王少雷設計題目：10t橋式起重機設計設計人：侯雪鵬17設計項目計算與說明結果式中：m =900rpmm=2(驅動電動機臺數)Mq-1.5Me-1.575x N(JC% =25)qm(JC%=25)3.5=1.5 m 975疋-=5.62kg m910(3-25)滿載時運行靜阻力矩：102- 5.24kg mjdi0n20.497.95(3-26)空載運行時的靜阻力矩：MmfQ=0

30、72-Mj一 門J Q 7kc in(3-27)IVII/Q_0 * O.r lM IIIj()i020.49x0.95初步估算高速軸上聯軸器的飛輪矩：(GD2Zi+(GD2) = 0.468kg m(3-28)機構總飛輪矩：(GD21 =(GD2 +(GD2)+(GD2d= 0.468+0.142 =0.61kg m2(3-29)滿載起動時間：910+foxiIqfQ 蟲鼻L 2 1 . 15 0.6 1q()375 漢(2 汽 5.62 5.24 )tq(Q)=9.19sec(10000 +24000 F0.52十2 = 9.19sec20.49 匯 0.95(3-30)空載起動時間：t一

31、91011061tqfQ二0廠(丄2 115 061叫)375U2X5.62-3.7)tq(QT)=5.29sec亠 24000 匯 0.52、L+ =5.29sec20.49X0.95(3-31)合適由2知，起動時間在允許范圍（8-10seQ之內，故合適。河北建筑工程學院畢業設計計算書指導教師：王少雷設計題目：10t橋式起重機設計設計人：侯雪鵬18起動工況下減速器傳遞的功率：河北建筑工程學院畢業設計計算書指導教師：王少雷設計題目：10t橋式起重機設計設計人：侯雪鵬19設計項目計算與說明結果起動工況下 校核減速器 功率驗算起動不 打滑條件N PdVdc(3-32)102匯60耳mQ +GVdC

32、式中：Pd=Pj+Pg=P+-dCg60tq(Qq)“c 10000+2400069.7-408 +汽9.8160 漢 9.19=846 kg(3-33)Fd計算載荷m一運行機構中，同一級傳動減速器的個數，m=2因此 N = 846*69.7_ = 5.07kw102 匯 60 漢 0.95 漢 2所選減速器的N中級=9.2kw N,所以所選減速器功率 合適。由于起重機系室內使用，故坡度阻力及風阻力矩不考慮在內。以下按三種工況進行驗算：1二臺電動機空載時同時驅動：n=嚴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、主動輪輪壓P2=12000kg 從動輪輪壓f=0.2粘著系數(室內工作)nz防止打滑的安全系數，nj1.051.212000F.2河北建筑工程學院畢業設計計算書指導教師：王少雷設計題目：10t橋式起重機設計設計人：侯雪鵬20120000.0000.02014).5 +12000 X0.0006 2400069.7丄12丿9.8160汽5.290.5 2= 3.38nnz，故兩臺電動機空載起動不會打滑河北建筑工程學院畢業設計計算書21設計項目計算與說明結果2.事故狀態：當只有一個驅動裝置工作，而無載小車位于工作著 的驅動裝置這一邊時，則nz(3-35)P2.iKi2p+RkG *2(2 丿1g

34、60tqDc2式中：Pax=69 = 6900kg 主動輪輪壓P2=2FP；+pmax=2X5.1 +6.9 = 17.1t =17100kg從動輪輪壓tq一臺電動機工作時的空載起動時間；-910 240007.52、 Xtq=-1.15=0.61+-2-=20.78secq375(5.62-3.7 )20.492x 0.956900X0.2起動不打滑驗算通過1710010.0006 +0.020.14j.5 +6900沃0.00062400069.7亠I2丿9.8160漢20.870.5 2=3.85nA，故不打滑根據上述不打滑驗算結果可知，三種工況均不會打滑。而其中防止打滑安全系數最大的是

35、第（2）種工況（nz=3.85）最小的是第（3）種工況（nz= 2.71）因此，由計算結果分析，應按第（3）種工況驗算。3.5選擇制動器由1取制動時間 tz=5sec，按空載計算制動力矩，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 漢 0.002 = 24000 匯 0.002 = 48kg指導教師：王少雷設計題目：10t 橋式起重機設計設計人：侯雪鵬22河北建筑工程學院畢業設計計算書設計項目計算與說明結果（014、/、24000 0.0006 + 0

36、.02 iPmmiG K+泡嚴=12丿V2屮20.5 2=192kgm=2制動器臺數，兩套驅動裝置工作1 f910 r Mz-1.67+2d.15 漢 0.61 +2、_375x524000漢0.52cc -2x0.95J = 2.8kg m20.492:y現選用兩臺YWZ-200/25制動器，查7表23-32其 額定制動力矩 Mez=20kg m,為避免打滑，使用時需將 其制動力矩調到2.8kg m以下。考慮到所取的制動時間 tz-：tq（Q）,在驗算起動不打 滑條件時是足夠安全的。3.6選擇聯軸器根據機構傳動方案，全套機構的高速軸和低速軸都 米用浮動軸。1.機構高速軸上的計算扭矩：Mj；=

37、Mri=7.5漢1.4 = 10.5kg m（3-37）式中：Mi聯軸器的等效力矩：Mi=巴Mel=23.75 = 7.5kg m巴等效系數，查8表2-7得取=2Mei=9.75 也=975 乂空=3.75kg mm910由2表33-6查得：電動機 JZR2-12-6軸端為圓柱 形，d1=35mm ；|=80mm；由2表21-15ZQ-350減速器 高速軸端為圓錐形d=40mm，l=60mm,故在8中附表17中靠電動機端選兩個帶*200制動輪的半齒聯軸器S196（靠電動機一側為圓柱形孔，浮動軸端d=40mm）; M|】=71kg m;（GD2Zi =0.36kg m2;重量G=15kg。在 靠

38、減速器端，選用兩個半齒輪聯軸器S193（靠減速器端驗算起動不打 滑足夠安全23指導教師：王少雷設計題目：10t 橋式起重機設計設計人：侯雪鵬河北建筑工程學院畢業設計計算書24設計項目計算與說明結果為圓錐形，浮動軸端直徑d=40mm）;其M|=71kg.m；（GD2）=0.107kg m2； 重量G=8.36kg高速軸上轉動零件的飛輪矩之和為：（GD2）|+（GD2） =0.36 + 0.107=0.467（3-38）與原估計基本相符，故有關計算則不需要重復1.低速軸的計算扭矩Mj；=MjS0n= 10.5 漢 20.49 漢 0.95 = 204.4kg m（3-39）查8中附表12得ZQ-3

39、50減速器低速軸端為圓柱 形,d=55mm，l=85mm查2表19-4中表得 De= 500mm 的主動車輪的伸出 軸為圓柱形，d=75mm，l=105mm從7表21-11中選用4個聯軸節：其中兩個為：CLZ3丫A60（靠減速器端）A55另兩個為：CLZ3YA60（靠車輪端）A75所有的 Ml=315kg m ； GD0.44kg m2;重量G=25.5kg3.7浮動軸的驗算1.疲勞強度的驗算：低速浮動軸的等效扭矩：ML=耳Meli0n =1.4漢3.75漢20.49漢0.95=102.2kg m（3-40）式中：1等效系數，查8表2-7得1=1.4由上節已取浮動軸端直徑d=60m m，故其扭

40、轉應力 為：10220/2,八打 一-3-236.6 kg/cm（3-41）W 0.2席由于浮動軸載何變化為對稱循環（因為浮動軸在運 行過程中正反轉之扭矩相同），所以許用扭轉應力為：rT,T-111320 工2/Q巧、Jk - -x- 491kg cm（3-42）k n1.921.4指導教師：王少雷設計題目：10t 橋式起重機設計設計人：侯雪鵬河北建筑工程學院畢業設計計算書25設計項目計算與說明結果式中：材料用45號鋼，取b=6000 kg；cm2； % =3000 kg/cm2。所以，j =0.22丑=0.22漢6000 = 1320kgem2=0.r0.6300 1800kg;cm2k =

41、 kxkm=1.6.2=1.92 考慮零件幾何形狀，表 面狀況的應力集中系數。查8中第二章第五節及2第四 章表可得：kx=1.6 ； km=1.2 = 1.4安全系數，由8中表2-21查得。忑n V 2k5 Jk，故疲勞強度驗算通過。疲勞強度驗算1.靜強度驗算：通過計算靜強度扭矩：Mmax=crMeli0H = 2.5x3.75x20.49x0.95 = 182.5kg m（3-43）式中：屮心一動力系數，查8中2-5表可得屮和=2.5扭轉應力：已 一 一口 一3- 422 kg cm（3-44）W 0.26許用扭轉剪應力：可口 =丄=1800=1286kg/cm2咱1.4（3-45）1習口，

42、故靜強度驗算通過弋vi口，靜強第 4 章橋架計算4.1橋架概述及設計要求箱形梁式橋架結構乃是國內外橋式起重機中應用最度驗算通過指導教師：王少雷設計題目：10t 橋式起重機設計設計人：侯雪鵬河北建筑工程學院畢業設計計算書26設計項目計算與說明結果普遍的一種橋架結構型式，因為箱形梁式橋架結構（特 別是小車軌道正中鋪設的正軌型）具有設計簡單、制造 工藝性好等優點，而這些有利條件對于尺寸規格多、生 產批量大的橋式起重機標準化系列產品來說，就顯得更 加重要。所以正軌箱形梁式橋架結構至今仍然是我國成 批生產的、最常用的、典型的一種橋架。主梁結構目前有兩類形式。第一類：主梁是桁架結構。大車傳動機構采用開始

43、齒輪傳動結構，大車車輪采用滑動軸承支撐在兩端梁的 下面，制動裝置采取短行程和長行程交流電磁鐵瓦塊式 制動器，傳動軸相互之間采用彈性聯軸器或剛性聯軸器 進行連接，主要的傳動零件都不進行熱處理，如車輪，齒輪和傳動軸，各機構都是單件形式進行裝配的，如車 輪采用滑動軸承，減速裝置采用開始齒輪等，組合精度 比較低。此類起重機為過去的產品，現已不生產。第二類：主梁是箱形結構。變速裝置采用減速器， 所有車輪部分的支撐，都采用滾動軸承，制動裝置增添 了液壓推桿瓦塊式制動器和液壓電磁瓦塊式制動器，主 要傳動零件，如車輪，齒輪，齒輪軸等，均采用較好的 鋼材并進行熱處理；盡可能采用組合機構進行裝配，如 角型軸承箱和

44、減速器等，因此提高了裝配精度，傳動軸 之間的聯接采用半齒聯軸器和全齒聯軸器的結構形式。箱形梁式橋架結構主要是由兩根主梁和兩根端梁組 成的。主梁是由上下蓋板和兩塊垂直腹板組成封閉的箱 形截面的實體板梁結構。如果為了減輕重量做成等強度 梁，則腹板的下邊和下蓋板應做成拋物線形，但通常為 制造方便，腹板中部為矩形而兩端做成梯形，同時使下 蓋板兩端向上傾斜。小車運行的軌道鋪設在主梁上蓋板 的正中間，因此兩根主梁的間距便取決于小車的軌距。 安裝大車運行機構和小車輸電滑觸線用的走臺通常是懸 臂固定在主梁的外側。指導教師：王少雷設計題目：10t 橋式起重機設計設計人：侯雪鵬河北建筑工程學院畢業設計計算書指導教

45、師：王少雷設計題目：10t橋式起重機設計設計人：侯雪鵬27設計項目計算與說明結果為了操縱和維護的需要， 在傳動側走臺的下面裝有 司機室。司機室有敞開式和封閉式兩種。一般工作環境 在室內使用敞開式司機室，露天或者高溫等惡劣工作環 境中使用封閉式司機室。設計橋架時，必須滿足以下基本要求：1）橋架的強度和剛度要足夠；要保證橋架的整體剛性，就不僅要求主、端梁的剛度必須大些外，而且要求 主、端梁之間的連接十分牢固；2）橋架和大車運行機構要配合好，以保證運行機構正常運轉。這就要求支承傳動機構的走臺要和運行機構 配合好，并且使走臺撐處由足夠的剛度；3）橋架和起重小車要配合好；4）橋架自重要盡可能減輕，因為橋

46、架是起重機最沉重的一部分，橋架重量的減輕具有很大的經濟意義；5）盡量減少橋架各部分組裝件的規格數量，以求最大限度的通用性；6）在滿足使用可靠，制造容易以及維修操作方便的前提下，設計時還應盡量做到造型美觀。4.2主要尺寸的確定1 11 1K =（-）L =（-）22.5 = 2.5 4.0m8 58 5取K =4mL 22.5大車輪距H=1.11m(理論值)18 18K = 4mH0=(0.4 0.6)H =0.44 0.66mH =1.11m（理論值）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橋架

47、端部梯根據主梁計算高度H = 1.11m，最后選定腹板高度h =1.1moC = 2m河北建筑工程學院畢業設計計算書指導教師：王少雷設計題目：10t橋式起重機設計設計人：侯雪鵬28形高度主梁中間截面各構件板厚度根據表8中7-1推薦確h = 1.1m河北建筑工程學院畢業設計計算書指導教師：王少雷設計題目：10t 橋式起重機設計設計人：侯雪鵬設計項目計算與說明結果29取 B = 550mm主梁的實際高度: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，這 時支承截面的實際高度 H0二 h02二 616mm主梁中間截面和支承截面的尺寸簡圖分別示

48、4-1和圖4-2。圖 4-1主梁中間截面尺圖 4-2主梁支承截面寸簡圖尺寸簡圖主梁腹板高度確定主梁截面尺寸定如下：腹板厚、：=6mm;上下蓋板厚“ =8mm 主梁兩腹板內壁間距根據下面的關系式來決定：H 1110b319mm3.53.5L 2250b450mm5050因此取b =490mm蓋板寬度：B = b 2、.40 = 4902 6 40 二 542(4-1):.二6mmb 二490mmB 二550mmH二1116mm(實際值)于圖-7-!J84iRH1.40.-加筋板的布置尺寸河北建筑工程學院畢業設計計算書指導教師：王少雷設計題目：10t 橋式起重機設計設計人：侯雪鵬設計項目計算與說明

49、結果30為了保證主梁截面中受壓構件的局部穩定性， 需要 設置一些加筋構件如圖4-3所示。主梁端部大加筋板的間距：a：h = 1.1m，取 a =1m主梁端部（梯形部分）小加筋板的間距：a *a1=- 0.5m（4-3）2主梁中部（矩形部分）大加筋板的間距：a =（1.5 2） h = 1.65 2.2m，取 a = 2m主梁中部小加筋板的間距：若小車鋼軌采用P15 輕軌，其對水平重心軸線 x-x 的最小抗彎截面模數 Wmh=47.7cm3，則根據連續梁由鋼軌的彎曲強度條件求 得加筋板間距（此時連續梁的支點即加筋板所在位置； 使一個車輪輪壓作用在兩加筋板間距的中央）：式中：P小車的輪壓，取平均值

50、，并設小車自重為Gxc= 4000kg ；二一動力系數，由圖曲線查得亍-1.15 ；鋼軌的許用應力，I-1700kg cm2因此，根據布置方便，取a1=a=1m2a-6憶71700“2m4000 10000二P1.15(4-4)/ / / / z r / / / / / / Z / /111c-B1圖4-3主梁截面圖a二1ma 0.5m河北建筑工程學院畢業設計計算書31設計項目計算與說明結果計算載荷確 疋主梁垂直最 大彎矩1100由于腹板的高度比 h/6=183A160，所以要設置水平加筋桿，以保證腹板局部穩定性。采用245x45x5角鋼作水平加筋桿。4.3主梁的計算查8中7-11圖曲線得半個

51、橋架(不包括端梁)的自 重，Gq：2=8.7t則主梁由于橋架自重引起的均布載何：Gq 28.7q1 =- =-= 0.3871 m(4-5)L22.5對于箱形主梁的受載而言，主梁，軌道，走臺和欄 桿等組成的半個橋架的結構自重，均屬于均布載何。大車運行機構采用分別驅動， 主梁所受的全部均布 載何qH就是橋架自重引起的均布載何。q，=qi(4-6)主梁的總均布載荷：q F=qi=0.387t/m(4-7)主梁的總計算均布載荷：q =佔=1.1 x 0.387 =0.4257 tjm(4-8)式中：k =1.1 沖擊系數，查8中表2-6可得。作用在一根主梁上的小車兩個車輪的輪壓值可根據8中表7-4中

52、所列數據選用：卩勺=3700kg; P2= 3600kg考慮動力系數屮口的小車車輪的計算輪壓值為：R =屮冊=15 匯 3700 = 4255kg(4-9)P2=屮申=1.15 沢 3600 =4140kg(4-10)式中：屮口 = 1.15 動力系數司機操控室的重量Go為固定的集中載荷，重心作用 位置到主梁一端的距離大約取1。-2.8m。屬于固定載荷 的還有大車運行機構的電動機和減速器等較沉的部件重 量。主梁垂直方向載荷計算簡圖如下圖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指導教師：王少雷設計題目：10t 橋式起重機設計設計人：侯雪鵬河北建筑工程學院畢業設計計算書指導教師：王少雷設計題目：10t 橋式起重機設計設計人：侯雪鵬設計項目計算與說明結果32（4-11）設敞開式司機操控室的重量為 G0= 1000kg ,其重心 距支點的距離為 I。=280cm。將各已知數值帶入上式計算可得：MmGxP）=6.6 106kg cm主梁水平方向載荷計算簡圖如圖4-5所示：圖4-5主梁水平方向載荷計算簡圖主梁水平方向彎矩圖如圖4-6所示:主梁水平最大彎矩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河北建筑工程學院畢業設計計算書指導教師：王少雷設計題目：10t 橋式起重機設計設計人：侯雪鵬設計項目計算與說明結果33由公式計算主梁水平最大彎矩：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慣性載荷為：R*F23700+3600/、Pq =12730kq（4-13）10 10作用在主梁上的均布慣性載荷為：主梁的強度驗

55、算圖4-6主梁水平方向彎矩圖河北建筑工程學院畢業設計計算書指導教師：王少雷設計題目：10t 橋式起重機設計設計人：侯雪鵬設計項目計算與說明結果34qg=久=0.387 = 0.0387 tim（4-14）q10 10計算系數 時，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漢22502i2漢2250 !Mgmax1 - - - 3 -4 V 2 266丿24 V 2266丿= 2.534 105kg cm(4-16)主梁中間截面的最大彎曲應力計算：= 22508 1003200

56、333 40032 二2266(4-15)河北建筑工程學院畢業設計計算書35設計項目計算與說明結果MmafMgmax/4 4=%)+%=WW6 口(4-17)式中：Wx主梁中間截面對水平重心軸線x-x 的抗彎截面模數，其近似值：p )“10 96、3Wx= +Bd h= -+ 50 漢 0.8 110 =6820cmX131丿i3丿Wy主梁中間截面對垂直重心軸線y - y的抗彎截面模數，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鋼的許用應力為口 = 1600 kg fem2。故貯口主梁支承截面的最大剪力計算：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 匯 750 4255+4140+22502+1 1F0002250-280= 13720kg(4-19)2250Ix0主梁支承截面對水平重心軸線 x-x 的慣性矩，其近似值：3Wx= 6820cm33Wy= 3570cmo7= 1038kg/ cm2中口Qma =137204Ix0= 9

58、5500cm指導教師：王少雷設計題目：10t 橋式起重機設計設計人：侯雪鵬河北建筑工程學院畢業設計計算書指導教師：王少雷設計題目：10t 橋式起重機設計設計人：侯雪鵬設計項目計算與說明結果36Ix0:Wx 0H。=260漢0.661.64= - + 50漢0.8 60江-=9550cm3丿2靜矩:S =2 滄h0 B、1 % 124122 丿60 0.6 60 60 0.83/=2 -亠 50 0.81756cm(4-21)24(22 丿主梁的垂直剛度驗算因此可得： 13720756/2max =210 kg cm95500 2 0.6查8中表2-24可知Q235鋼的許用剪 應力為950kgc

59、m2,故 :匕，由上面的計算可知強度 足夠。主梁在滿載小車輪壓作用下，在跨中產生的最大垂 直撓度計算：max：、 |強度足夠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允許的撓度值為:f 二 0.376cmf f(4-20)S主梁支撐截面半面積對水平重心軸線x-X 的S =1756cm3Sax =210kgc河北建筑工程學院畢業設計計算書指

60、導教師：王少雷設計題目：10t 橋式起重機設計設計人：侯雪鵬設計項目計算與說明結果37河北建筑工程學院畢業設計計算書38設計項目計算與說明結果主梁的水平 剛度驗算f-(11L -2.86 2cm7001000 丿因此fcf主梁在大車運行機構起、制動慣性載荷作用下，產 生的水平最大撓度計算：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漢22503C3漢2250、fg _61 -9482.1106x 89250i恥2266丿0.387漢225