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

焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)第一章緒論11緒論1.1起重機(jī)的介紹箱形雙梁橋式起重機(jī)是由一個(gè)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(yùn)行起重小車,可起吊和水平搬運(yùn)各類物體,它適用于機(jī)械加工和裝配車間料場(chǎng)等場(chǎng)合。1.2起重機(jī)設(shè)計(jì)的總體方案本次起重機(jī)設(shè)計(jì)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(yùn)行速度v=40m/min大車運(yùn)行速度V=90m/min大車運(yùn)行傳動(dòng)方式為分別傳動(dòng)；橋架主梁型式,箱形梁.小車估計(jì)重量4t，起重機(jī)的重量16.8t.工作類型為中級(jí)。根據(jù)上述參數(shù)確定的總體方案如下：主梁的設(shè)計(jì)：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(shí)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(tái)的寬度取決于端梁的長(zhǎng)度和大車運(yùn)行機(jī)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(lái)維持，縱向加勁條的焊接采用連續(xù)點(diǎn)焊，主梁翼緣板和腹板的焊接采用貼角焊縫，主梁通常會(huì)產(chǎn)生下?lián)献冃?，但加工和裝配時(shí)采用預(yù)制上拱。小車的設(shè)計(jì)：小車主要有起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車架組成。起升機(jī)構(gòu)采用閉式傳動(dòng)方案，電動(dòng)機(jī)軸與二級(jí)圓柱齒輪減速器的高速軸之間采用兩個(gè)半齒聯(lián)軸器和一中間浮動(dòng)軸聯(lián)系起來(lái)，減速器的低速軸魚(yú)卷筒之間采用圓柱齒輪傳動(dòng)。運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用全部為閉式齒輪傳動(dòng)，小車的四個(gè)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(dòng)機(jī)裝在小車架的臺(tái)面上，由于電動(dòng)機(jī)軸和車輪軸不在同一個(gè)平面上，所以運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用立式三級(jí)圓柱齒輪減速器，在減速器的輸入軸與電動(dòng)機(jī)軸之間以及減速器的兩個(gè)輸出軸端與車輪軸之間均采用焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)第一章緒論2帶浮動(dòng)軸的半齒聯(lián)軸器的連接方式。小車架的設(shè)計(jì)，采用粗略的計(jì)算方法，靠現(xiàn)有資料和經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行，采用鋼板沖壓成型的型鋼來(lái)代替原來(lái)的焊接橫梁。端梁的設(shè)計(jì)：端梁部分在起重機(jī)中有著重要的作用，它是承載平移運(yùn)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(guò)連接板和角鋼用高強(qiáng)螺栓連接而成。在端梁的內(nèi)部設(shè)有加強(qiáng)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(lái)確定的；大車的運(yùn)行采用分別傳動(dòng)的方案。在裝配起重機(jī)的時(shí)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(lái)。本章主要對(duì)箱形橋式起重機(jī)進(jìn)行介紹，確定了其總體方案并進(jìn)行了一些簡(jiǎn)單的分析。箱形雙梁橋式起重機(jī)具有加工零件少，工藝性好、通用性好及機(jī)構(gòu)安裝檢修方便等一系列的優(yōu)點(diǎn)，因而在生產(chǎn)中得到廣泛采用。我國(guó)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(diǎn)：自重大、易下?lián)希谠O(shè)計(jì)和制造時(shí)必須采取一些措施來(lái)防止或者減少。焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)第二章大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)32.大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)的基本原則和要求大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)通常和橋架的設(shè)計(jì)一起考慮，兩者的設(shè)計(jì)工作要交叉進(jìn)行，一般的設(shè)計(jì)步驟：1.確定橋架結(jié)構(gòu)的形式和大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的傳方式2.布置橋架的結(jié)構(gòu)尺寸3.安排大車運(yùn)行機(jī)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(jì)對(duì)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求是：1.機(jī)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(jì)容易，機(jī)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(jī)構(gòu)布置合理2.1.1機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案大車機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案，基本分為兩類：分別傳動(dòng)和集中傳動(dòng)，橋式起重機(jī)常用的跨度（10.5-32M）范圍均可用分別傳動(dòng)的方案本設(shè)計(jì)采用分別傳動(dòng)的方案。2.1.2大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)具體布置的主要問(wèn)題：1.聯(lián)軸器的選擇2.軸承位置的安排3.軸長(zhǎng)度的確定這三著是互相聯(lián)系的。在具體布置大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的零部件時(shí)應(yīng)該注意以幾點(diǎn)：1.因?yàn)榇筌囘\(yùn)行機(jī)構(gòu)要安裝在起重機(jī)橋架上，橋架的運(yùn)行速度很高，而且受載之后向下?lián)锨?，機(jī)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(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能和補(bǔ)償安裝的不準(zhǔn)確性著眼，凡是靠近電動(dòng)機(jī)、減速器和車輪的軸，最好都用浮動(dòng)軸。2.為了減少主梁的扭轉(zhuǎn)載荷，應(yīng)該使機(jī)構(gòu)零件盡量靠近主梁而遠(yuǎn)離走臺(tái)欄焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)第二章大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)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(duì)于分別傳動(dòng)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)應(yīng)該參考現(xiàn)有的資料，在浮動(dòng)軸有足夠的長(zhǎng)度的條件下，使安裝運(yùn)行機(jī)構(gòu)的平臺(tái)減小，占用橋架的一個(gè)節(jié)間到兩個(gè)節(jié)間的長(zhǎng)度，總之考慮到橋架的設(shè)計(jì)和制造方便。4.制動(dòng)器要安裝在靠近電動(dòng)機(jī)，使浮動(dòng)軸可以在運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動(dòng)時(shí)發(fā)揮吸收沖擊動(dòng)能的作用。2.2大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算已知數(shù)據(jù)：起重機(jī)的起重量Q=100KN，橋架跨度L=16.5m，大車運(yùn)行速度Vdc=90m/min，工作類型為中級(jí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)行持續(xù)率為JC%=25，起重機(jī)的估計(jì)重量G=168KN，小車的重量為Gxc=40KN，橋架采用箱形結(jié)構(gòu)。計(jì)算過(guò)程如下：2.2.1確定機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案本起重機(jī)采用分別傳動(dòng)的方案如圖（2-1）大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)圖（2-1）1電動(dòng)機(jī)2制動(dòng)器3高速浮動(dòng)軸4聯(lián)軸器5減速器6聯(lián)軸器7低速浮動(dòng)軸8聯(lián)軸器9車輪2.2.2選擇車輪與軌道，并驗(yàn)算其強(qiáng)度按照如圖所示的重量分布，計(jì)算大車的最大輪壓和最小輪壓：滿載時(shí)的最大輪壓：Pmax=LeLQ2Gxc4Gxc-G=5.165.15.16240100440-168焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)第二章大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)5=95.6KN空載時(shí)最大輪壓：Pmax=LeL2Gxc4Gxc-G=5.165.15.16240440-168=50.2KN空載時(shí)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(yùn)行速度為Vdc=60-90m/min，Q/G=0.595時(shí)工作類型為中級(jí)時(shí)，車輪直徑Dc=500mm，軌道為P38的許用輪壓為150KN，故可用。1）.疲勞強(qiáng)度的計(jì)算疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)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(jì)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(shí)，r=0.89Kc1沖擊系數(shù)，查1表19-1。第一種載荷當(dāng)運(yùn)行速度為V=1.5m/s時(shí)，焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)第二章大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6Kc1=1.05根據(jù)點(diǎn)接觸情況計(jì)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(duì)于車輪材料ZG55II，當(dāng)HB320時(shí)，jd=160000-200000N/cm2，因此滿足疲勞強(qiáng)度計(jì)算。2）.強(qiáng)度校核最大輪壓的計(jì)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(diǎn)接觸情況進(jìn)行強(qiáng)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(shí)，j=240000-300000N/cm2，jmaxj故強(qiáng)度足夠。2.2.3運(yùn)行阻力計(jì)算摩擦總阻力距Mm=（Q+G）（K+*d/2）焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)第二章大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)7由1表19-4Dc=500mm車輪的軸承型號(hào)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(dòng)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(shí)的運(yùn)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(yùn)行摩擦阻力：Pm（Q=Q）=2)(DcQQMm=25.0804=3216N空載時(shí)：Mm（Q=0）=G（K+d/2）=1.5168000（0.0006+