畢業(yè)設(shè)計（論文）-橋式起重機金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、<p>　　第一章 橋式起重機金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)</p><p>　　起重量Q： 8t</p><p>　　跨度S： 16.5 m</p><p>　　工作級別： A5</p><p>　　起升高度： 10 m</p><p>　　起升速度： 8m/min</p>

2、<p>　　小車運行速度：40 m/min</p><p>　　大車運行速度：90m/min</p><p><b>　　第二章 總體設(shè)計</b></p><p><b>　　1.橋架尺寸的確定</b></p><p>　　B=（）S=（）16.5= 4.13~2.75m取B0=3m&

3、lt;/p><p>　　根據(jù)小車軌距和中軌箱型梁寬度以及大車運行機構(gòu)的設(shè)置，取B=4m</p><p><b>　　2.主梁尺寸</b></p><p>　　主梁高度H1=（）S=1179~971mm 取H1=1000mm</p><p>　　取腹板高度 h=H1-2=800mm</p><p>　

4、　腹板厚度 =6 mm</p><p>　　翼緣板厚度 =10mm</p><p>　　主梁B1≥(1/50~1/60）S=0.33~0.275m 且 H1/B1≤3 取B1=400mm</p><p>　　翼緣板寬度B2=B1+2+40=452mm</p><p>　　上下翼緣板相同，為10 mm452 mm</p&g

5、t;<p><b>　　3.端梁尺寸</b></p><p>　　高度1/2=500mm</p><p>　　腹板高度h2=480mm</p><p>　　總寬=260mm，各板厚==8mm,b==260mm</p><p>　　端梁長度S2取4000mm.</p><p>　　主、

6、端梁采用焊接連接，端梁為拼接式.</p><p><b>　　2.2 其他設(shè)計</b></p><p>　　2.21 大車運行機構(gòu)的設(shè)計</p><p>　　由于本起重機跨度為16.5m，在起重機的常用跨度（10.5-32m）,大車運行機構(gòu)的傳動方案采用分別驅(qū)動。其大車運行機構(gòu)的布置方式如圖2-2所示</p><p>　

7、　圖2-2分別傳動的大車運行機構(gòu)布置方式</p><p>　　1-電動機；2-制動器；3-帶制動輪的半齒輪聯(lián)軸器；4-浮動軸；</p><p>　　5半齒輪聯(lián)軸器；6-減速器；7-全齒輪聯(lián)軸器； 8-車輪</p><p>　　第三章 主、端梁截面幾何性質(zhì)</p><p>　　a) 主梁 A=(45210+8006)2 =18640mm2

8、</p><p><b>　　慣性矩</b></p><p>　　Ix=mm4 =7.26×mm4</p><p>　　=mm4=5.67×108mm4</p><p>　　b)端梁 A2=(500×8+260×8)×2 mm2</p><p>

9、　　=12160 mm2</p><p><b>　　慣性矩</b></p><p>　　Ix2==3.43×108mm4</p><p>　　Iy2==1.47×108mm4</p><p>　　第四章 載荷計算 </p><p><b>　　4.1 固定載荷&l

10、t;/b></p><p>　?。?）梁自重：由“機械裝備金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計”（記為“書一”，在本說明書中適用）中公式7-26</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中 h---梁的高度，單位mm</p><p>　　δ---箱形梁的兩塊腹板厚度，單位 mm</p>

11、<p>　　ρ---鋼材密度，取為Q235鋼，密度為7.85×10-3g/ mm3</p><p>　　S---梁的 跨度,單位mm</p><p>　　β---構(gòu)造系數(shù)。沒有加勁肋時，β=1.0。有橫向加勁肋時，β=1.2。</p><p>　　所以單根主梁的質(zhì)量為</p><p>　　=2×1000

12、15;12×7.85×10-3×16500×（1.0-）</p><p><b>　　=2075kg</b></p><p>　　重量 =g=2075×9.8N=20335N</p><p><b>　　單根端梁的質(zhì)量為</b></p><p&g

13、t;　　=2×500×16×7.85×10-3×4000×（1.0-）</p><p><b>　　=335 kg</b></p><p>　　重量 =g=335×9.8N=3283N；</p><p>　　端梁均布載荷F均=3283/4=820.75N/m</

14、p><p>　?。?）小車軌道質(zhì)量 查起重機課程設(shè)計（記為“書二”）中</p><p>　　附表22 軌道選用輕軌15（線密度q=15kg/m）。</p><p>　　=Sq=1516.5=247.5kg</p><p>　　重量 =g=247.5×9.8=2425.5N</p><p>　?。?）

15、走臺、欄桿等質(zhì)量 =355kg</p><p>　　重量 =g=355×9.8N=3479N</p><p>　　半橋架總重量PBQ=PG1+PGg+PG=26239.5N </p><p>　　半橋架總質(zhì)量mBG=mG1+m1+m2=2677.5kg</p><p>　　主梁的均布載荷 </p>

16、<p>　　===1590.3N/m</p><p>　?。?）一組大車運行機構(gòu)的重量：查書二中表7-3得</p><p>　　=4500N 重心作用位置=1.5m。</p><p>　　（6）司機室重量：PGS=10000N，重心作用位置=2.8m。</p><p><b>　　4.2 小車輪壓</b>

17、</p><p>　　起升載荷為 =g=78400N</p><p>　　小車質(zhì)量m=4000kg 小車自重 =39200N</p><p>　　小車輪壓：查書二表7-4得小車輪壓為</p><p>　　空載輪壓 P=PGX/4=9800N</p><p>　　4.3 動力效應(yīng)

18、系數(shù) </p><p><b>　　起升沖擊系數(shù) </b></p><p><b>　　起升動載系數(shù) </b></p><p>　　式中 =1.10； =0.34； 起升速度 等于8m/min ；</p><p>　　所以 =1.10+0.34×=1.57

19、3</p><p>　　運行沖擊系數(shù) </p><p>　　式中 =90m/min=1.5m/s；大車運行速度；H=1mm，軌道接頭處兩軌面高度差； </p><p>　　所以 =1.1+0.0581.5=1.187 </p><p>　　4.4 慣性載荷 </p><p>　　大小車都

20、是4個車輪，其中主動輪占一半，按車輪打滑條件確定大小車運行的慣性力</p><p>　?。?）一根主梁上的小車慣性力：</p><p>　　考慮起升動載系數(shù)，則小車輪壓為</p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　； </b></p><p>　　

21、單根主梁上受到的總輪壓=114829N</p><p>　?。?）大車運行起制動慣性力（一根主梁上）</p><p>　　小車質(zhì)量和總起升質(zhì)量產(chǎn)生的水平慣性力</p><p>　　式中 ---動力效應(yīng)載荷系數(shù)，查書一表3-4取為1.5；</p><p>　　m=12000kg；</p><p>　　---大車起制

22、動平均加速度，為0.32m /s2</p><p><b>　　；</b></p><p>　　由半橋架質(zhì)量引起的水平慣性力</p><p>　　主梁跨端設(shè)備慣性力影響力小，忽略。</p><p>　?。?）小車起制動產(chǎn)生的水平慣性力</p><p>　　式中 ---小車起制動時平均加速度，為

23、0.25/s2 </p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　4.5 偏斜運行側(cè)向力</p><p>　　滿載小車在主梁跨中央</p><p>　　左側(cè)端梁總靜輪壓按圖4-1計算</p><p>　　圖4-1、端梁總輪壓計算</p><p><

24、;b>　　=</b></p><p>　　=（78400+39200）+26239.5+10000（1-）+4500+4000</p><p><b>　　=93539.5N</b></p><p>　　由==4.1查得=0.11；</p><p>　　側(cè)向力==93539.50.11=5145N<

25、;/p><p><b>　　為水平側(cè)向系數(shù)</b></p><p>　　4.5.2 滿載小車在主梁左端極限位置</p><p>　　左側(cè)端梁總靜輪壓為(應(yīng)稍大于小車軸距，取為1.5m)</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=(78400+39200)(1

26、-)+26239.5+10000(1-)+4500+4000 </p><p><b>　　= 142280N</b></p><p>　　側(cè)向力 = =71140 N</p><p><b>　　4.6扭轉(zhuǎn)載荷 </b></p><p>　　由于水平、垂直載荷對主梁截面的偏心作用，因而產(chǎn)

27、生扭轉(zhuǎn)載荷（如圖4-2）。（e=0.56m，=（500+91）mm=591mm=0.591m）</p><p>　　走臺、欄桿的總重力及梁端機電設(shè)備重力引起的外扭矩：</p><p><b>　　m</b></p><p>　　水平慣性力引起移動集中外扭矩：</p><p>　　圖4-2、主梁載荷偏心作用 </

28、p><p><b>　　主梁受到的總扭矩為</b></p><p><b>　　第五章 主梁計算</b></p><p><b>　　5.1 內(nèi)力</b></p><p><b>　　垂直載荷</b></p><p>　　計算大車傳動

29、側(cè)的主梁。在固定載荷與移動載荷作用下，主梁按簡支梁計算，如圖所示5-1</p><p>　　圖5-1、 主梁計算模型</p><p>　　主梁距左支座x處由固定載荷引起的彎矩為：</p><p>　　由移動載荷小車輪壓的計算值和引起的支反力為：</p><p>　　有移動載荷引起x截面的彎矩為：</p><p>　　由

30、移動載荷和固定載荷共同引起距左支座距離x處截面的彎矩為（5-1）</p><p>　　將公式（5-1）對x求一次導(dǎo)數(shù)并使之為0，即</p><p><b>　　可得 </b></p><p>　　將所得x值代入公式（5-1）后，求的主梁的最大彎矩為：</p><p>　　=1091135Nm</p>&l

31、t;p>　　即=1091135Nm</p><p>　　當(dāng)小車一個車輪輪壓作用在左支座處時，主梁跨端截面上有最大剪力，最大剪力為：</p><p><b>　　=97837.N</b></p><p>　　滿載小車在跨中時，跨中下翼緣板下側(cè)的剪切力為：</p><p><b>　　=21301N</

32、b></p><p><b>　　水平載荷</b></p><p>　　作用在主梁跨中的最大水平彎矩為：</p><p>　　式中 ----大車起制動時的平均加速度，為0.32；</p><p>　　g----重力加速度，為9.8；</p><p>　　----主梁在垂直載荷作用下的最大彎矩

33、，但不計算沖擊系數(shù)和動力系數(shù)；由下式計算得：</p><p><b>　　=1084739N</b></p><p>　　因此可得主梁最大水平彎矩為：</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　1）水平慣性載荷：</b></p><

34、p>　　在水平載荷及作用下，橋架按剛架計算。</p><p>　　K=4 b=K=2 a= (B-K)=1</p><p>　　水平剛架計算模型示表圖5-2</p><p>　　圖5-2、水平剛架計算模型</p><p>　　小車在跨中。剛架的計算系數(shù)為</p><p><b>　　=1+=

35、1.168</b></p><p><b>　　跨中水平彎矩</b></p><p><b>　　==142813</b></p><p>　　小車在跨端?？缍怂郊羟辛椋?lt;/p><p><b>　　=4285.5N</b></p><p&g

36、t;　　偏斜側(cè)向力。在偏斜側(cè)向力作用下，橋架也按水平剛架分析（如圖5-3）</p><p>　　圖5-3、 側(cè)向力作用下剛架的分析</p><p>　　a=1m；b=2m；</p><p><b>　　這時，計算系數(shù)為</b></p><p><b>　　=1.503</b></p>

37、<p>　　小車在跨端。側(cè)向力為</p><p>　　= =8803.4 N </p><p><b>　　超前力為</b></p><p><b>　　==1853.3N</b></p><p><b>　　端梁中點的軸力為</b></p><

38、;p><b>　　==926.7N</b></p><p>　　端梁中點的水平剪切力為</p><p>　　= （）=8803.4（-）=2937.4N</p><p>　　主梁跨端的水平彎矩為</p><p>　　= a+b=8803.41+2937.42=14678N.m</p><p>

39、;　　主梁跨端的水平剪切力為</p><p>　　=-==926.7N</p><p>　　主梁跨端總的水平剪切力為</p><p><b>　　==5212N </b></p><p>　　小車在跨端時，主梁跨中水平彎矩與慣性載荷的水平彎矩組合值較小，不需計算。</p><p><b&g

40、t;　　5.2 強度</b></p><p>　　需要計算主梁跨中截面危險點1、2、3、4的強度</p><p>　　1）主腹板上邊緣1的應(yīng)力</p><p><b>　　= =</b></p><p><b>　　＜</b></p><p>　　式中 n=1

41、.34，為安全系數(shù)，從書一表4-11查??；</p><p>　　2）主腹板上邊緣點2的應(yīng)力：</p><p>　　主腹板邊至軌頂距離為</p><p><b>　　=313mm</b></p><p>　　主腹板邊的局部壓應(yīng)力為</p><p><b>　　=</b><

42、/p><p><b>　　=7.1 M Pa</b></p><p>　　垂直彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為</p><p><b>　　==</b></p><p><b>　　=72.9M Pa</b></p><p>　　水平彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為</p>

43、<p>　　== =22.5MPa</p><p>　　慣性載荷與側(cè)應(yīng)力對主梁產(chǎn)生的軸向力較小且作用方向相反，應(yīng)力很小，故不計算</p><p>　　主梁上翼緣板的靜矩為</p><p><b>　　=/2</b></p><p>　　=10×652×（900-10）/2 =0.011 m3

44、</p><p>　　主腹板上邊的切應(yīng)力為</p><p>　　==Pa=2.28 M Pa</p><p>　　A0-----------主梁跨端封閉截面面積</p><p>　　點2的折算應(yīng)力為=+=95.4MPa</p><p>　　===95.4 M Pa＜=175 M Pa</p><p

45、>　　3）點3的應(yīng)力為＜=175MPa</p><p>　　腹板對y軸的靜距為：</p><p>　　4）點4處的局部彎曲應(yīng)力：</p><p>　　翼緣板的實際載荷如圖（5-4）所示：</p><p>　　根據(jù)軌道與翼緣板在力作用點處位移相等的變形協(xié)調(diào)條件，得接觸支撐力：</p><p>　　式中

46、a=700mm，為主梁小隔板間距；</p><p>　　b=600mm，為主梁腹板間距；</p><p>　　=10mm。為主梁翼緣板厚度。</p><p>　　=0.1392，為計算系數(shù)，從書一中表7-5查取。</p><p>　　=2.24×106,軌道的慣性矩 </p><p>　　圖5-4、翼緣板實際

47、載荷圖</p><p>　　因此 F= =753.15N </p><p>　　小車軌道的高度=91mm，軌道底寬=76mm。</p><p>　　取翼緣板壓力區(qū)長==2×91+50=232mm。</p><p><b>　　d==mm。</b></p><p>　　則k

48、==232/76=3.05 ； d/b=244/6000.5 </p><p>　　查書一表7-6得：=0.871 =0.919</p><p>　　則翼緣板上表面的局部彎曲應(yīng)力：</p><p>　　縱向 ==-65.6MPa；</p><p>　　橫向 ==-69.2MPa；</p><p

49、>　　箱形梁翼緣板上表面還受整體彎曲應(yīng)力： =95.4MPa；</p><p>　　翼緣板受雙向彎曲作用，應(yīng)驗算復(fù)合應(yīng)力：</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=88.1MPa＜=175MPa</p><p&g

50、t;　　軌道與翼緣板之間的接觸壓應(yīng)力不大，一般不需演算。</p><p>　　橫隔板是軌道的支承，當(dāng)小車輪位于橫隔板頂上時，隔板受最大輪壓，軌道的接頭應(yīng)盡量位于橫隔板處。</p><p><b>　　5.3 主梁穩(wěn)定性</b></p><p>　　5.3.1 整體穩(wěn)定性</p><p><b>　　主梁高寬比

51、</b></p><p><b>　　==2.5（穩(wěn)定）</b></p><p>　　5.3.2 局部穩(wěn)定性</p><p>　　翼緣板==56.5>50，需加縱向加勁肋</p><p>　　翼緣板最大外伸部分==5＜15 （穩(wěn)定）</p><p>　　腹板

52、==133.3＜320，需要設(shè)置橫向加勁肋</p><p>　　第一條設(shè)置在距腹板受壓邊h1=（0.15~0.2）h0=120~160mm取h1=150mm</p><p>　　第二條設(shè)置在距腹板受壓邊h2=（0.3～0.4）h0=240~320mm取h2=300mm</p><p><b>　　第六章 端梁計算</b></p>

53、<p>　　端梁截面已初步選定，現(xiàn)進行具體計算</p><p>　　端梁計算工況取滿載小車位于主梁跨端，大小車同時運行起制動及橋架偏斜</p><p>　　6.1 載荷與內(nèi)力</p><p><b>　　6.1.1垂直載荷</b></p><p>　　端梁按修改的鋼架尺寸計算，=1.4m, a=1 m, b=

54、2 m, K=2b=4m, B=6 m, =0.5 m。a2=0.2</p><p>　　主梁最大支承力=97837N ；</p><p>　　因作用點的變動引起的附加力矩為零；</p><p>　　端梁自重載荷為=606.4N/m</p><p>　　端梁在垂直載荷作用下按簡支梁計算如圖6-1</p><p><

55、;b>　　端梁支反力為</b></p><p>　　=+=97837+0.5×1.187×1486×4</p><p><b>　　=101365 N</b></p><p>　　圖6-1、 垂直載荷下端梁的計算</p><p><b>　　截面1-1</b

56、></p><p><b>　　彎矩 =--</b></p><p>　　==202730N.m</p><p><b>　　剪力 =0</b></p><p><b>　　截面2-2</b></p><p><b>　　彎矩 =

57、a-</b></p><p>　　=101365×1－0.5×1.187×1486(1＋0.5)2＋97837 =197217.6N.m</p><p><b>　　剪力 =- </b></p><p>　　=101365－1.187×1486(1＋0.5)=98719N.m</p

58、><p><b>　　截面3-3</b></p><p><b>　　彎矩 =0</b></p><p>　　剪力 =- =101365－1.187×1486×0.5=100483N.m</p><p><b>　　6.2水平載荷</b></p>

59、<p>　　端梁的水平載荷有、、、等，亦按簡支梁計算，如圖所示6-2</p><p><b>　　截面1-1</b></p><p>　　因作用點外移引起的附加水平力矩為</p><p>　　==5439×0=0N.m</p><p>　　彎矩 =a=5439×1=54

60、39N.m</p><p><b>　　其中 =5439N</b></p><p><b>　　.</b></p><p>　　圖6-2、 水平載荷下端梁的計算</p><p><b>　　剪切力</b></p><p><b>　　==880

61、3.4N</b></p><p><b>　　軸力</b></p><p><b>　　==5212N</b></p><p><b>　　截面 2-2</b></p><p>　　在、、、水平力作用下，端梁的水平支反力為</p><p>&

62、lt;b>　　=++</b></p><p>　　=8135+8803.4+5439</p><p><b>　　=22377.4N</b></p><p><b>　　水平剪切力</b></p><p>　　==22377.4N</p><p><b

63、>　　彎矩為</b></p><p>　　=a=22377.4×1.09=24391.4Am </p><p><b>　　其他內(nèi)力小，不計算</b></p><p>　　截面1-1的應(yīng)力計算需待端梁拼接設(shè)計合格后方可進行（按凈截面）</p><p><b>　　截面 2-2&l

64、t;/b></p><p><b>　　截面角點</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=38.2MPa <=175MPa</p><p><b>　　截面3-3

65、</b></p><p>　　端梁支承處為安裝大車輪角軸承箱座而切成缺口并焊上兩塊彎板8mm130mm）,端部腹板兩邊都采用雙面貼角焊縫，取=8mm,彎板兩個垂直面上都焊有車輪組定位墊板,彎板參與端梁承載工作，支承處截面如圖所示6-3。</p><p><b>　　1）形心</b></p><p><b>　　=</

66、b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=118.4mm</b></p><p>　　圖6-3 端梁支承處截面</p><p><b>　　慣性矩為</b></p><p>　　=58.6106mm4</p

67、><p>　　中軸以上截面靜矩 S=8×184×（205+4）=307648mm3</p><p>　　上翼緣板靜矩 =8×470×（81.6-4）=291776mm3</p><p>　　下翼緣板靜矩 =8×260×（118.4-4）=237952mm3</p><p>　　腹板中軸

68、處的切應(yīng)力為</p><p>　　= ==29.5MPa</p><p>　　<=100 M Pa</p><p>　　端梁支承處的翼緣焊縫截面計算厚度（20.78mm=11.2 mm）比腹板厚度（8mm）大，故焊縫不需驗算，截面3-3的水平彎矩小，忽略不計</p><p><b>　　6.3 疲勞強度</b>&l

69、t;/p><p>　　端梁疲勞強度計算只考慮垂直載荷的作用</p><p><b>　　彎板翼緣焊縫</b></p><p>　　驗算截面3-3的彎板翼緣焊縫</p><p>　　滿載小車在梁跨端時，端梁截面3-3的最大剪切力為</p><p>　　==88873.3N</p><

70、p>　　空載小車位于跨中不移動時端梁的支反力為</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=44161.25N</p><p>　　這時端梁截面3-3相應(yīng)的剪切力為</p><p>　　==44161.25-1309.2×0.265=43814.3N；</p><p&

71、gt;　　彎板翼緣焊縫的應(yīng)力為</p><p>　　= ==16.1MPa</p><p>　　===5.72MPa</p><p><b>　　===0.355 </b></p><p>　　按查的=133 M Pa，取拉伸式</p><p>　　= = =234.8 M Pa</p>

72、;<p>　　===166 M Pa</p><p>　　==0.097＜1.1；合格。 </p><p><b>　　端梁中央拼接截面</b></p><p>　　根據(jù)端梁拼接設(shè)計，連接螺栓的布置形式已經(jīng)確定，可只計算受力大的翼緣板拼接截面1-1的內(nèi)力為</p><p>　　==113895.2N. m&

73、lt;/p><p>　　空載小車位于跨中不移動，主梁跨端的支承力為</p><p>　　= ==42519.75N</p><p><b>　　這時的端梁支反力為</b></p><p>　　=44161.25N</p><p>　　端梁拼接截面1-1的彎矩為</p><p>

74、<b>　　=</b></p><p>　　=44161.25×—42519.75×0.7-1309.2×1.52</p><p>　　=63622.4N. m</p><p>　　翼緣板的平均應(yīng)力（按毛截面計算）為 </p><p>　　===35.5 M Pa</p>&l

75、t;p><b>　　翼緣板傳遞的內(nèi)力為</b></p><p>　　= =35.58470=133480N</p><p>　　端梁拼接處翼緣板面上布置有4-mm的螺栓孔，翼緣板凈截面積為</p><p>　　=（470-421）8=3110 mm2</p><p><b>　　應(yīng)力</b>&

76、lt;/p><p>　　==133480/3110=42.9MPa＜</p><p>　　====0.2732＞0</p><p>　　可見，在相同的循環(huán)工況下，應(yīng)力循環(huán)特性是一致的。根據(jù)A7和Q235及帶孔板的應(yīng)力集中等級，查得=101 M Pa</p><p>　　翼緣板拉伸疲勞需用應(yīng)力為</p><p>　　= =

77、=219.5 M Pa</p><p><b>　　＜</b></p><p>　　若考慮垂直載荷與水平載荷同時作用，則計算應(yīng)力要大些</p><p>　　腹板應(yīng)力較小，不再計算</p><p><b>　　6.4 穩(wěn)定性</b></p><p><b>　　1)

78、整體穩(wěn)定性</b></p><p>　　==1.92＜3 （穩(wěn)定）</p><p><b>　　2)局部穩(wěn)定</b></p><p>　　翼緣板 /δ=260/8=32.5＜60 （穩(wěn)定）</p><p>　　腹板 /δ=480/8=60<80</p><p>　　故不需要設(shè)置

79、加勁肋。</p><p><b>　　6.5 端梁拼接</b></p><p>　　端梁在中央截面1-1采用拼接板精制螺栓連接，翼緣用雙面拼接板8mm470mm450mm及8mm470mm440mm腹板用單面拼接板8mm470mm570mm,精制螺栓選用M20mm,拼接構(gòu)造及螺栓布置如圖（6-4）所示</p><p>　　圖6-4、 端梁拼

80、接構(gòu)造</p><p><b>　　內(nèi)力及分配</b></p><p>　　滿載小車在跨端時，截面1-1的內(nèi)力為</p><p><b>　　剪力 =0</b></p><p>　　===52478N.m；</p><p><b>　　==</b><

81、;/p><p>　　=1196.6N.m；</p><p><b>　　端梁的截面慣性矩為</b></p><p>　　=0.9719109 mm4</p><p>　　=1.7757109 mm4</p><p>　　腹板對x和y軸的總慣性矩為</p><p>　　=2.83

82、7108 mm4</p><p>　　=1.3843108 mm4</p><p>　　翼緣對x和y軸的總慣性矩為</p><p>　　=6.8817108 mm4</p><p>　　=16.372108 mm4</p><p><b>　　彎板分配</b></p><p&g

83、t;　?。?腹板 ==N.m</p><p>　　翼緣 ===36965.6N.m</p><p>　?。?腹板 = ==93.1N.m</p><p>　　翼緣 = ==1102.7N.m</p><p><b>　　水平剪切力分配</b></p><p>　　剪力有上下翼緣板平均承受，

84、一塊翼緣板所受的剪切力為</p><p><b>　　= =6915N；</b></p><p>　　=470×6=2720 mm</p><p>　　=597×8=4786</p><p><b>　　軸力分配</b></p><p><b>

85、　　軸力按截面積分配</b></p><p><b>　　一塊翼緣板受軸力</b></p><p><b>　　===735.9N</b></p><p><b>　　一塊腹板受軸力</b></p><p><b>　　===579.3N</b>

86、;</p><p><b>　　翼緣拼接計算</b></p><p><b>　　由產(chǎn)生的翼緣軸力為</b></p><p><b>　　===61100N</b></p><p>　　一塊翼緣板總的軸力為</p><p>　　=+=579.3+6110

87、0=61679.3N；</p><p>　　拼接縫一邊翼緣板上有5個螺栓，一個螺栓受力（剪切力）為</p><p>　　===10335.9N</p><p>　　由上下翼緣板平均承受，一塊翼緣板的水平彎矩為</p><p><b>　　==551.4Nm</b></p><p>　　拼接縫一邊翼

88、緣板上螺栓的布置尺寸為= =3，可按窄</p><p>　　連接計算=150 mm , =4(502+1502)=100000 mm2</p><p>　　翼緣板角點螺栓的最大內(nèi)應(yīng)力為</p><p><b>　　===827.1N</b></p><p>　　角點螺栓順梁軸的內(nèi)力和為</p><p&

89、gt;　　=+=827.1+10335.9=13163N</p><p>　　水平剪切力由接縫一邊翼緣上的螺栓平均承受，一個螺栓的受力為</p><p><b>　　===1383 N</b></p><p>　　角點螺栓的合成內(nèi)力為</p><p>　　===13235 N</p><p>　　

90、選精制螺栓M20mm,孔d=21mm, =8mm</p><p>　　一個螺栓的許用承載力為</p><p>　　剪切[]===96981N</p><p>　　承壓 ==2181.8=52920 N</p><p><b>　?。?（合格）</b></p><p>　　6.5.3腹板拼接計算&

91、lt;/p><p>　　由對腹板產(chǎn)生的軸力為</p><p><b>　　===222.7N</b></p><p><b>　　一塊腹板總軸力為</b></p><p>　　=+=222.7+735.9=968.6N</p><p>　　焊縫一邊腹板螺栓平均受力，一個螺栓受力為

92、</p><p><b>　　===60.5N</b></p><p>　　腹板垂直彎矩由兩腹板承受，一塊腹板的彎矩為</p><p><b>　　==7757N.m</b></p><p>　　拼接縫一邊腹板上螺栓的布置尺寸為==5.5＞3，屬窄式連接 =550mm；</p><

93、;p>　　=1102+3302+5502=423500mm2</p><p>　　腹板角點螺栓的最大內(nèi)力為</p><p><b>　　===5037N</b></p><p>　　腹板角點螺栓順梁軸的內(nèi)力和為</p><p>　　=+=60.5+5037=5097.5N</p><p>　

94、　單剪螺栓的許用承載力</p><p>　　=10.8175=48490.6 N</p><p><b>　?。?（仍屬合格）</b></p><p>　　6.5.4端梁拼接接截面1-1的強度</p><p>　　因拼接處螺栓孔減少了截面慣性矩，需用凈截面驗算強度</p><p>　　同一截面中

95、各板的螺栓孔對x和y軸的慣性矩為</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=218[8（307-4）2+4（552+1652+2752+3852）]</p><p>　　=2.941108 mm4</p><p>　　==1.07805108 mm4</p><p>　　端梁拼

96、接處凈截面慣性矩為</p><p>　　=-=9.719108-2.941108=6.778108 mm4</p><p>　　=-=17.757108-1.078108 =16.679108mm4</p><p>　　全部板材的螺栓孔截面積為</p><p>　　=21×8×（8+10）=3024mm2</p>

97、;<p><b>　　拼接處凈截面積為</b></p><p><b>　　=A-</b></p><p>　　=470×8×2+597×8×2-3024</p><p>　　=14048 mm2</p><p><b>　　端梁拼接處

98、強度為</b></p><p><b>　　= </b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=24.2MPa＜ （合格）</p><p>　　顯然，垂直載荷產(chǎn)生的應(yīng)力是主要的。</p><p>　　端梁計算中，載荷齊全，個別取值偏大，如

99、小車運行慣性力僅由一側(cè)端梁承受等，實際上要比計算結(jié)果小些。</p><p>　　第七章 主梁和端梁的連接</p><p>　　主、端梁采用連接板貼角焊縫連接，主梁兩側(cè)各用一塊連接板與主、端梁的腹板焊接，連接板厚度=8mm，高度=0.95=0.95613=582mm,取=580mm，主梁腹板與端梁腹板之間留有20～50的間隙，在組裝橋架時用來調(diào)整跨度。主梁翼緣板伸出梁端套裝在端梁翼緣板外側(cè)

100、，并用貼角焊縫（=8 mm）周邊焊住。必要時可在主梁端部內(nèi)側(cè)主、端梁的上、下翼緣處焊上三角板，以增強連接的水平剛度，承受水平內(nèi)力，連接構(gòu)造示于表圖7-1</p><p>　　圖7-1、主梁與端梁的連接</p><p>　　主梁最大支承力為=86180.5N</p><p>　　連接板需要的焊縫長度為</p><p><b>　　=&

101、lt;/b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=102.3mm</b></p><p>　　實際＞ （足夠）</p><p>　　主、端梁的連接焊縫足夠承受連接的水平彎矩和剪切力，故不再計算.</p><p><b>　

102、　第八章 剛度計算</b></p><p><b>　　橋架的垂直靜剛度</b></p><p>　　滿載小車位于主梁跨中產(chǎn)生的靜撓度為</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><

103、;b>　?。ǚ弦螅?lt;/b></p><p>　　橋架的水平慣性位移 </p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=*[(1-)+</b></p><p>　　=0.2

104、7 mm＜[X]== =8.75mm（符合要求）</p><p><b>　　垂直動剛度</b></p><p>　　起重機垂直動剛度以滿載小車位于橋架跨中的垂直自振頻率來表征，計算如下</p><p>　　主梁質(zhì)量 =2075kg；</p><p>　　全橋架中點換算質(zhì)量為</p><p>　　

105、=0.5（2）+=2075+355=2430kg</p><p>　　起升載荷 =78400N</p><p>　　起升鋼絲繩滑輪組的最大下放長度為</p><p>　　==10+2-2=10 m</p><p>　　橋式起重機的垂直自振頻率為</p><p><b>　　=</b>

106、;</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=2.07＞Hz（合格）</p><p><b>　　水平動剛度</b></p><p>　　起重機水平動剛度以物品高度懸掛，滿載小車位于橋架跨中的水平自振頻率來表征。</p><p>　　半橋架中點的換算質(zhì)量為

107、</p><p><b>　　=0.5</b></p><p>　　=0.5（2075+355+355）</p><p><b>　　=2785kg</b></p><p>　　半主梁跨中在單位水平力作用下產(chǎn)生的水平位移為</p><p><b>　　=</b

108、></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=0.000068mm/N</p><p>　　橋式起重機的水平自振頻率為 </p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p>&l

109、t;p>　　=8.95HZ＞HZ（合格）</p><p><b>　　第九章 橋架拱度</b></p><p>　　橋架跨度中央的標(biāo)準(zhǔn)拱度值為</p><p><b>　　===16.5mm</b></p><p>　　考慮制造因素，實取=1.4=23.1 mm</p><

110、p>　　跨度中央兩邊按拋物線曲線設(shè)置拱度，如圖（9-1）所示9-1</p><p>　　圖9-1、 橋架的拱度</p><p><b>　　1）距跨中為=的點</b></p><p><b>　　=21.56mm</b></p><p>　　2)距跨中為= 的點</p><

111、;p><b>　　=17.3mm</b></p><p>　　3)距跨中為= 的點</p><p>　　=18.8mm(合格)</p><p>　　因此，橋架結(jié)構(gòu)設(shè)計全部合格。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　我在三個月的時間，結(jié)

112、合了大學(xué)三年所學(xué)的專業(yè)知識，同時查閱了大量起機專業(yè)的相關(guān)資料，以及起機教研室各位老師的幫助指導(dǎo)，特別是安林超老師的大力指導(dǎo)和幫助。使我對起重機械的設(shè)計有了新的較系統(tǒng)的認(rèn)識。特別是對起重機金屬結(jié)構(gòu)有了較深刻的了解。</p><p>　　在近兩個月的畢業(yè)設(shè)計即將完成之際，衷心的向幫助過我，鼓勵過我的老師，同學(xué)們表示感謝。</p><p>　　首先要感謝在此次設(shè)計中給與我全程細心指導(dǎo)的安老師。由

113、于本人學(xué)識水平和設(shè)計經(jīng)驗的缺乏，在設(shè)計的開始階段，遇到了很多棘手的問題，在后來的設(shè)計繪圖過程中，又暴露很多實際的畫圖問題，自己毫無經(jīng)驗。安老師的及時耐心有效的指導(dǎo)，才使我能順利、如期的完成畢業(yè)設(shè)計。安老師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、高度的責(zé)任感和對我們時時刻刻的關(guān)懷之心，都深深的感染著我。、</p><p>　　感謝同組的同學(xué)對我的幫助。</p><p>　　最后，向畢業(yè)設(shè)計評審委員會的各

114、位老師表示崇高敬意和衷心感謝。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 武良臣,王裕清，趙俊偉.無心軸新型托輥的研制.煤礦機械，1996(4):37-38</p><p>　　[2] 管彤賢，潘力行.起重機典型結(jié)構(gòu)圖冊.北京：人民交通出版社.1990</p><p>　　[3] 張質(zhì)文

115、等主編.起重機設(shè)計手冊.北京：中國鐵道出版社，1997</p><p>　　[4] 上海交通大學(xué)王殿臣，倪慶興主編。起重輸送圖冊-上冊-起重機械.北京：機械工業(yè)出版社，1992</p><p>　　[5] 陳道南,盛漢中.起重機課程設(shè)計（第二版）.北京：冶金工業(yè)出版社.1993.</p><p>　　[6] 劉鴻文.材料力學(xué)（第四版）.北京：高等教育出版社.2003

116、</p><p>　　[7] 徐格寧.機械裝備金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計（第二版）.北京：機械工業(yè)出版社.2009</p><p><b>　　附 錄</b></p><p>　　在近3個月的畢業(yè)設(shè)計學(xué)習(xí)中，我學(xué)到了許多關(guān)于起重機的非常有用的知識?，F(xiàn)對這3個月的學(xué)習(xí)進行以下總結(jié)：</p><p>　　首先，在前期的設(shè)計計算過程中，溫習(xí)

117、了以前所學(xué)的所有相關(guān)知識，特別是起重機金屬結(jié)構(gòu)方面的專業(yè)知識，并對所學(xué)的知識進行了鞏固。在設(shè)計計算的過程中，碰到了一些疑難問題和自己以前沒有注意到的知識點，在指導(dǎo)老師的耐心指導(dǎo)和講解，同時經(jīng)過自己的不懈努力，最終順利的解決了這些問題。在規(guī)定的時間內(nèi)完成了前期計算和設(shè)計工作。</p><p>　　其次，在繪圖過程中采用多種繪圖方法。通過手工繪圖，使我對手工繪圖基本功有了進一步的加強，同時對手工繪圖的技巧更加熟練。通

118、過運用AUTOCAD繪圖軟件繪制CAD圖形，是我熟練掌握了AUTOCAD的使用方法和技巧，特別是快捷鍵的應(yīng)用。這使我能夠高質(zhì)量、快速的完成自己的繪圖任務(wù)。</p><p>　　在這次起重機金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，我查閱了大量的相關(guān)資料，掌握了許多新知識和新方法，使自己的專業(yè)知識得到了一定的擴充，特別是一些課本上沒有介紹的知識。我對目前的起重機的發(fā)展情況以及以后的發(fā)展有了進一步的認(rèn)識，并掌握一些最新技術(shù)和設(shè)計理論。&l

119、t;/p><p>　　在設(shè)計的過程中，也發(fā)現(xiàn)了設(shè)計存在的一些問題。由于缺乏相關(guān)的生產(chǎn)實踐知識，自己的設(shè)計與實際生產(chǎn)有沖突，在實際生產(chǎn)或加工有難度。因此在以后的工作和學(xué)習(xí)中需注意細節(jié)問題。</p><p>　　通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我收獲頗多。在設(shè)計中培養(yǎng)了大家的團隊合作精神，遇到問題大家集體討論進行解決。這對于即將走向工作崗位的新人是一個很好的培訓(xùn)和鍛煉，同時這次設(shè)計將對今后工作和學(xué)習(xí)打下堅實的