畢業(yè)設(shè)計（論文）-箱形雙梁橋式起重機設(shè)計.doc

焦作大學(xué)機電系畢業(yè)設(shè)計第一章緒論11緒論1.1起重機的介紹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(gòu)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。1.2起重機設(shè)計的總體方案本次起重機設(shè)計的主要參數(shù)如下:起重量10t,跨度16.5m，起升高度為10m起升速度8m/min小車運行速度v=40m/min大車運行速度V=90m/min大車運行傳動方式為分別傳動；橋架主梁型式,箱形梁.小車估計重量4t，起重機的重量16.8t.工作類型為中級。根據(jù)上述參數(shù)確定的總體方案如下：主梁的設(shè)計：主梁跨度16.5m,是由上、下蓋板和兩塊垂直的腹板組成封閉箱形截面實體板梁連接，主梁橫截面腹板的厚度為6mm,翼緣板的厚度為10mm，主梁上的走臺的寬度取決于端梁的長度和大車運行機構(gòu)的平面尺寸，主梁跨度中部高度取H=L/17，主梁和端梁采用搭接形式，主梁和端梁連接處的高度取H0=0.4-0.6H，腹板的穩(wěn)定性由橫向加勁板和，縱向加勁條或者角鋼來維持，縱向加勁條的焊接采用連續(xù)點焊，主梁翼緣板和腹板的焊接采用貼角焊縫，主梁通常會產(chǎn)生下?lián)献冃危庸ず脱b配時采用預(yù)制上拱。小車的設(shè)計：小車主要有起升機構(gòu)、運行機構(gòu)和小車架組成。起升機構(gòu)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(lián)軸器和一中間浮動軸聯(lián)系起來，減速器的低速軸魚卷筒之間采用圓柱齒輪傳動。運行機構(gòu)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(gòu)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以及減速器的兩個輸出軸端與車輪軸之間均采用焦作大學(xué)機電系畢業(yè)設(shè)計第一章緒論2帶浮動軸的半齒聯(lián)軸器的連接方式。小車架的設(shè)計，采用粗略的計算方法，靠現(xiàn)有資料和經(jīng)驗來進(jìn)行，采用鋼板沖壓成型的型鋼來代替原來的焊接橫梁。端梁的設(shè)計：端梁部分在起重機中有著重要的作用，它是承載平移運輸?shù)年P(guān)鍵部件。端梁部分是由車輪組合端梁架組成，端梁部分主要有上蓋板，腹板和下蓋板組成；端梁是由兩段通過連接板和角鋼用高強螺栓連接而成。在端梁的內(nèi)部設(shè)有加強筋，以保證端梁架受載后的穩(wěn)定性。端梁的主要尺寸是依據(jù)主梁的跨度，大車的輪距和小車的軌距來確定的；大車的運行采用分別傳動的方案。在裝配起重機的時候，先將端梁的一段與其中的一根主梁連接在一起，然后再將端梁的兩段連接起來。本章主要對箱形橋式起重機進(jìn)行介紹，確定了其總體方案并進(jìn)行了一些簡單的分析。箱形雙梁橋式起重機具有加工零件少，工藝性好、通用性好及機構(gòu)安裝檢修方便等一系列的優(yōu)點，因而在生產(chǎn)中得到廣泛采用。我國在5噸到10噸的中、小起重量系列產(chǎn)品中主要采用這種形式，但這種結(jié)構(gòu)形式也存在一些缺點：自重大、易下?lián)希谠O(shè)計和制造時必須采取一些措施來防止或者減少。焦作大學(xué)機電系畢業(yè)設(shè)計第二章大車運行機構(gòu)的設(shè)計32.大車運行機構(gòu)的設(shè)計2.1設(shè)計的基本原則和要求大車運行機構(gòu)的設(shè)計通常和橋架的設(shè)計一起考慮，兩者的設(shè)計工作要交叉進(jìn)行，一般的設(shè)計步驟：1.確定橋架結(jié)構(gòu)的形式和大車運行機構(gòu)的傳方式2.布置橋架的結(jié)構(gòu)尺寸3.安排大車運行機構(gòu)的具體位置和尺寸4.綜合考慮二者的關(guān)系和完成部分的設(shè)計對大車運行機構(gòu)設(shè)計的基本要求是：1.機構(gòu)要緊湊，重量要輕2.和橋架配合要合適，這樣橋架設(shè)計容易，機構(gòu)好布置3.盡量減輕主梁的扭轉(zhuǎn)載荷，不影響橋架剛度4.維修檢修方便，機構(gòu)布置合理2.1.1機構(gòu)傳動方案大車機構(gòu)傳動方案，基本分為兩類：分別傳動和集中傳動，橋式起重機常用的跨度（10.5-32M）范圍均可用分別傳動的方案本設(shè)計采用分別傳動的方案。2.1.2大車運行機構(gòu)具體布置的主要問題：1.聯(lián)軸器的選擇2.軸承位置的安排3.軸長度的確定這三著是互相聯(lián)系的。在具體布置大車運行機構(gòu)的零部件時應(yīng)該注意以幾點：1.因為大車運行機構(gòu)要安裝在起重機橋架上，橋架的運行速度很高，而且受載之后向下?lián)锨?，機構(gòu)零部件在橋架上的安裝可能不十分準(zhǔn)確，所以如果單從保持機構(gòu)的運動性能和補償安裝的不準(zhǔn)確性著眼，凡是靠近電動機、減速器和車輪的軸，最好都用浮動軸。2.為了減少主梁的扭轉(zhuǎn)載荷，應(yīng)該使機構(gòu)零件盡量靠近主梁而遠(yuǎn)離走臺欄焦作大學(xué)機電系畢業(yè)設(shè)計第二章大車運行機構(gòu)的設(shè)計4桿；盡量靠近端梁，使端梁能直接支撐一部分零部件的重量。3.對于分別傳動的大車運行機構(gòu)應(yīng)該參考現(xiàn)有的資料，在浮動軸有足夠的長度的條件下，使安裝運行機構(gòu)的平臺減小，占用橋架的一個節(jié)間到兩個節(jié)間的長度，總之考慮到橋架的設(shè)計和制造方便。4.制動器要安裝在靠近電動機，使浮動軸可以在運行機構(gòu)制動時發(fā)揮吸收沖擊動能的作用。2.2大車運行機構(gòu)的計算已知數(shù)據(jù)：起重機的起重量Q=100KN，橋架跨度L=16.5m，大車運行速度Vdc=90m/min，工作類型為中級，機構(gòu)運行持續(xù)率為JC%=25，起重機的估計重量G=168KN，小車的重量為Gxc=40KN，橋架采用箱形結(jié)構(gòu)。計算過程如下：2.2.1確定機構(gòu)的傳動方案本起重機采用分別傳動的方案如圖（2-1）大車運行機構(gòu)圖（2-1）1電動機2制動器3高速浮動軸4聯(lián)軸器5減速器6聯(lián)軸器7低速浮動軸8聯(lián)軸器9車輪2.2.2選擇車輪與軌道，并驗算其強度按照如圖所示的重量分布，計算大車的最大輪壓和最小輪壓：滿載時的最大輪壓：Pmax=LeLQ2Gxc4Gxc-G=5.165.15.16240100440-168焦作大學(xué)機電系畢業(yè)設(shè)計第二章大車運行機構(gòu)的設(shè)計5=95.6KN空載時最大輪壓：Pmax=LeL2Gxc4Gxc-G=5.165.15.16240440-168=50.2KN空載時最小輪壓：Pmin=Le2Gxc4Gxc-G=5.165.1240440-168=33.8KN式中的e為主鉤中心線離端梁的中心線的最小距離e=1.5m載荷率：Q/G=100/168=0.595由1表19-6選擇車輪：當(dāng)運行速度為Vdc=60-90m/min，Q/G=0.595時工作類型為中級時，車輪直徑Dc=500mm，軌道為P38的許用輪壓為150KN，故可用。1）.疲勞強度的計算疲勞強度計算時的等效載荷：Qd=2Q=0.6*100000=60000N式中2等效系數(shù)，有1表4-8查得2=0.6車論的計算輪壓：Pj=KCIrPd=1.050.8977450=72380N式中：Pd車輪的等效輪壓Pd=LLQd5.12Gxc4Gxc-G=5.165.15.1624060440-168=77450Nr載荷變化系數(shù)，查1表19-2，當(dāng)Qd/G=0.357時，r=0.89Kc1沖擊系數(shù)，查1表19-1。第一種載荷當(dāng)運行速度為V=1.5m/s時，焦作大學(xué)機電系畢業(yè)設(shè)計第二章大車運行機構(gòu)的設(shè)計6Kc1=1.05根據(jù)點接觸情況計算疲勞接觸應(yīng)力：j=40003212rDcPj=40003230150272380=13555Kg/cm2j=135550N/cm2式中r-軌頂弧形半徑，由3附錄22查得r=300mm，對于車輪材料ZG55II，當(dāng)HB320時，jd=160000-200000N/cm2，因此滿足疲勞強度計算。2）.強度校核最大輪壓的計算：Pjmax=KcIIPmax=1.195600=105160N式中KcII-沖擊系數(shù)，由3表2-7第II類載荷KcII=1.1按點接觸情況進(jìn)行強度校核的接觸應(yīng)力：jmax=3212maxrDcPj=32301502105160=15353Kg/cm2jmax=153530N/cm2車輪采用ZG55II，查1表19-3得，HB320時，j=240000-300000N/cm2，jmaxj故強度足夠。2.2.3運行阻力計算摩擦總阻力距Mm=（Q+G）（K+*d/2）焦作大學(xué)機電系畢業(yè)設(shè)計第二章大車運行機構(gòu)的設(shè)計7由1表19-4Dc=500mm車輪的軸承型號為：22220K，軸承內(nèi)徑和外徑的平均值為：（100+180）/2=140mm由1中表9-2到表9-4查得：滾動摩擦系數(shù)K=0.0006m，軸承摩擦系數(shù)=0.02，附加阻力系數(shù)=1.5，代入上式中：當(dāng)滿載時的運行阻力矩：Mm（Q=Q）=Mm(Q=Q)=(Q+G)(+2d)=1.5（100000+168000）（0.0006+0.020.14/2）=804Nm運行摩擦阻力：Pm（Q=Q）=2)(DcQQMm=25.0804=3216N空載時：Mm（Q=0）=G（K+d/2）=1.5168000（0.0006+