懸掛式起重機(jī)設(shè)計(jì)

濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)前言1.1起重機(jī)的介紹起重機(jī)屬于能作循環(huán)的間歇運(yùn)動的重要機(jī)械的一種。一個(gè)工作循環(huán)包括：首先是取物裝置先從取物的地點(diǎn)把物品迅速取走，然后平穩(wěn)的移動到設(shè)定地點(diǎn)處降下物品，然后再進(jìn)行反方向的運(yùn)動，使取物裝置能夠順利返回到原來位置，以便有利于進(jìn)行下一次的循環(huán)。起重機(jī)是用來提升或降落物品和人的，有些起重機(jī)還能使相關(guān)的這些物品和人員在它的工作范圍內(nèi)作水平的或者是空間的移動的機(jī)械。我們通常把取物裝置往往懸掛在可以沿橋架運(yùn)行的起重小車上或運(yùn)行式葫蘆上的起重機(jī)稱為懸掛式起重機(jī)，懸掛式起重機(jī)可以適用于機(jī)械加工或裝配車間等場合。起重量一般不要求很大隨著科技的發(fā)展生產(chǎn)規(guī)模也日益的擴(kuò)大，要求機(jī)械特別是起重機(jī)要滿足現(xiàn)在化社會化專門化的生產(chǎn)要求，于是各種專門用途的起重機(jī)也相繼出現(xiàn)在很多重要的部門中，它不僅僅是生產(chǎn)過程中的輔助機(jī)械而且已成為生產(chǎn)流水線上的不可或缺的重要的機(jī)械設(shè)備之一，它的發(fā)展對國民建設(shè)起著積極的促進(jìn)作用。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)的主要數(shù)據(jù)參數(shù)如下所示：起重機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)是指：起重量 、跨度、和懸臂長度、起升高度、起升速度、小車運(yùn)行速度和工作級別等?，F(xiàn)要求單梁懸掛式起重機(jī)起重量為 1t，跨度為15m單梁懸掛起重機(jī)是一種可廣泛應(yīng)于工礦，車間等場所的機(jī)械設(shè)備，它可于各種電動葫蘆配套使用。本次設(shè)計(jì)的起重機(jī)是由主梁，電動葫蘆，端梁及運(yùn)行機(jī)組組成的單梁懸掛式起重機(jī)，起重機(jī)的主梁設(shè)計(jì)成由普通工字鋼普通槽鋼及鋼板組成，我們把運(yùn)行車輪部分和驅(qū)動部分設(shè)計(jì)成為一體。規(guī)定起重機(jī)的起重重量約為 10KN，主梁橋架的跨度為15m，大車的運(yùn)行速度為15m/mim，工作類型為中級，機(jī)構(gòu)運(yùn)行持續(xù)時(shí)間為JC%=25，起重機(jī)的估計(jì)重量為100KN，小車的估計(jì)重量為25KN。1.2.1主梁的設(shè)計(jì)：主梁是由鋼板和工字鋼一起組焊而成的箱形結(jié)構(gòu)。工字鋼是電動葫蘆運(yùn)行的軌道，實(shí)質(zhì)保證電動葫蘆能夠順利的橫向移動，根據(jù)電動葫蘆的軌距來選擇相應(yīng)的工字鋼的型號，主梁可以做成相等寬度的，即外邊是平整的；為了減輕結(jié)構(gòu)的自重，也可以將跨度中部的主梁寬度進(jìn)行適當(dāng)?shù)目s小。主梁的強(qiáng)度驗(yàn)算內(nèi)容主要包括在橋面跨度的中部危險(xiǎn)截面的最大彎曲應(yīng)力和再主梁端部支撐處的截面上的剪應(yīng)力。 主梁的跨度-1-濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)為15m。是有上下兩蓋板和兩塊相互垂直的腹板組成封閉箱型截面的實(shí)體板梁的連接。主梁的橫斷截面的厚度約為是5mm，翼緣板的厚度約為10mm,主梁上的走臺的寬度是取決于端梁的長度和大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的平面的尺寸，主梁的跨度其中部的高度取H=L/17，主梁和端梁采用搭接的形式，主梁和端梁連接處得呀高度取h=0.4-0.6H，腹板的穩(wěn)定性有橫向加勁板和縱向夾緊板或者角鋼來維持并確保其穩(wěn)定性，縱向加緊條的焊接通常采用的是連續(xù)點(diǎn)焊，主梁的翼緣板和腹板的焊接通常采用的是鐵角焊縫。為了減少主梁在受載時(shí)的實(shí)際下?lián)献冃危岳谄鹬貦C(jī)小車和大車機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)行，制造時(shí)主梁應(yīng)做成上彎曲的弧線形狀。這種上彎曲的弧線形就叫做主梁的上拱。與主梁下?lián)献冃我粯?，我們把將主梁弧線中的最大變形值稱為最大上拱。1.2.2小車的設(shè)計(jì)：小車主要是有起升機(jī)構(gòu)以及運(yùn)行機(jī)構(gòu)還有小車架組成的。在設(shè)計(jì)懸掛式起重機(jī)的小車時(shí)力求滿足以下幾個(gè)方面的要求：1）整臺起重機(jī)要與廠房建筑物的配合要適當(dāng)以及起重機(jī)小車要與橋架的配合也要適當(dāng)，起重機(jī)小車與橋架的互相配合，主要在于：小車的軌距要和橋架上的小車的軌距應(yīng)該是相同的；其次，小車上的橡膠緩沖器要與橋架上當(dāng)鐵位置要配合的恰當(dāng)好處，小車在平面布置的越緊湊，小車到橋架兩端的距離越遠(yuǎn)，那么起重機(jī)的工作范圍就越大。2）在小車上機(jī)構(gòu)的布置以及同一機(jī)構(gòu)中的各零件的配合要求恰當(dāng)好處即適當(dāng)。起重機(jī)和小車的運(yùn)行機(jī)構(gòu)在小車架的平面上的布置要求緊湊并且要合理，但兩者之間距離也不應(yīng)太小否則將造成維修不方便，或者造成小車架很難以設(shè)計(jì)。起升機(jī)構(gòu)我們是采用的閉式傳動的方案，電動機(jī)主軸對于二級圓柱齒輪減速器的高速軸之間是采用兩個(gè)半齒聯(lián)軸器和一個(gè)中間浮動的軸連接起來的，減速器的低速軸和卷筒之間采用的是圓柱齒輪傳動方案[4]。運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用的是全部為閉式齒輪傳動，小車的四個(gè)車輪固定在小車架的四周，車輪采用帶有深溝球型軸承的組成的部件， 電動機(jī)安裝在小車架的臺面上， 由于電動機(jī)的輸出軸和車輪軸并不在同一個(gè)平面上， 所以運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用的是立式的三圓柱齒輪減速器，在減速器的輸入軸與電動機(jī)輸出軸之間， 以及減速器的兩個(gè)輸出軸端和車輪軸之間都是采用浮動軸的半齒聯(lián)軸器連接起來的。小車架的設(shè)計(jì)，采用的是粗略的計(jì)算方法，靠現(xiàn)在相關(guān)的資料和實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)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。1.2.3端梁的設(shè)計(jì)：端梁又稱橫梁，是支撐主梁與載荷的基礎(chǔ)，同時(shí)它也是聯(lián)系主梁與起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的紐帶，式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的主要的承載構(gòu)件之一，也要求具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的要求，根據(jù)不同的使用要求與結(jié)構(gòu)要求等端梁的斷面形式與相應(yīng)的車輪連接-2-濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)形式也應(yīng)該是不一樣的。箱型結(jié)構(gòu)端梁的實(shí)際的受載荷情況相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，在受載時(shí)通常不考慮端梁的自重作用，而只考慮以主梁最大值反力表示的垂直載荷和小車運(yùn)行起、制動時(shí)引起的慣性載荷，或大車運(yùn)行歪斜引起的車輪外側(cè)載荷表示的水平載荷端梁兩部分在起重機(jī)中有著重要的作用，他是承載平移運(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(qiáng)度螺栓連接而成。在端梁的內(nèi)部設(shè)有加強(qiáng)筋，以保證端梁加在受載后的穩(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；1.2.4電動葫蘆因?yàn)樵趹覓焓狡鹬貦C(jī)上有電動葫蘆，為了方便檢查我們也對電動葫蘆進(jìn)行簡單的設(shè)計(jì)其主要參考為工廠里不叫成型的電動葫蘆。兩者雖然結(jié)構(gòu)不一樣但工作原理是一樣的，在此簡單的敘述一下電動葫蘆的工作原理。電動葫蘆的工作原理是：首先啟動起升電動機(jī)，起升電動機(jī)把重物緩緩的起升到適當(dāng)?shù)母叨?，然后啟動運(yùn)行電動機(jī)，運(yùn)行電動機(jī)把重物緩緩地運(yùn)到指定的位置，這時(shí)運(yùn)行小車在單工字鋼梁的上緣行走。行走時(shí)我們采用一個(gè)電動機(jī)驅(qū)動運(yùn)行小車兩邊的車輪。但由于其行走速度相對比較小，因此運(yùn)行小車往往不設(shè)有制動機(jī)構(gòu)。當(dāng)運(yùn)行小車在行走的時(shí)侯，為防止重物由于重力的原因下降，我們在起升機(jī)構(gòu)上設(shè)置了一個(gè)電磁制動器。制動器是依靠彈簧的壓力把內(nèi)盤和外盤壓緊，原理和摩擦式離合器相似，松開的時(shí)侯利用電磁鐵通電以后吸住外盤并且使內(nèi)、外盤松開。電磁制動器的電路與起升電機(jī)的電路是并聯(lián)的，因此只要起升電機(jī)一開始工作，電磁制動器就松開，使重物上或者是下升降都自如；當(dāng)電動機(jī)關(guān)閉時(shí)，那么電磁制動器也隨之?dāng)嚯?，電磁吸引力也隨之消失，在彈簧的壓力作用下，內(nèi)外盤緊緊壓住，起到相應(yīng)的制動的作用。電動葫蘆在起吊物品時(shí)由于為防止超出上升的極限位置而造成安全事故，一般在卷筒的下部都裝設(shè)上升限位器。當(dāng)載荷上升達(dá)到極限位置時(shí)，壓板與限位開關(guān)兩者就接觸，關(guān)閉電源，阻止重物的繼續(xù)上升。限位器是為防止吊鈞上升超過極限位置時(shí)而用的，因此不能經(jīng)常使用。1.3起重機(jī)設(shè)計(jì)的方法因?yàn)槠鹬貦C(jī)設(shè)計(jì)的主要目的是通過學(xué)習(xí)整臺機(jī)器的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步驟， 提高我們分析問題和解決問題的能力。所以其主要內(nèi)容在于起重機(jī)的繪圖及編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)多注意機(jī)構(gòu)構(gòu)造的設(shè)計(jì)工作確定起重機(jī)的結(jié)構(gòu)和各部件的構(gòu)造。-3-濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)傳動方案：起重機(jī)整體傳動方案如圖 2-1所示：圖2-1起重機(jī)傳動方案1—電動機(jī)2--聯(lián)軸器 3—傳動軸 4—制動器 5—減速器 6—卷筒 7—軸承座 8—平滑滑輪9—鋼絲繩 10—滑輪組 11—吊鉤-4-濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)主要部件及其相關(guān)計(jì)算作用在起重機(jī)上的載荷眾所周知作用在起重機(jī)上的外載荷，式計(jì)算起重機(jī)的穩(wěn)定性，支腿壓力（或輪壓）、機(jī)構(gòu)零部件和金屬結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及選擇原動機(jī)功率的重要的依據(jù)，作用在起重機(jī)上的外載荷應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行確定，主要有起升載荷，起重機(jī)自重載荷、重物偏擺引起的載荷、慣性合離心力載荷以及安裝載荷等3.1大車大車是保證起重機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)縱向運(yùn)動的重要裝置之一，大車的設(shè)計(jì)好與壞將直接影響起重機(jī)的性能，把大車機(jī)構(gòu)傳動方案采用集中傳動，動力由“三合一”電機(jī)提供，通過由花鍵套聯(lián)接的左右花鍵軸分別帶動左右主動輪，從而使大車運(yùn)行。如圖所示3-1所示：圖3-1起重機(jī)大車1--主動輪 2—齒輪 3—花鍵套 4—1207滾動軸承5—左側(cè)墻板 6—“三合一”驅(qū)動 8—聯(lián)桿 9—橫頭槽鋼-5-濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)3.1.1 選擇車輪與軌道，并驗(yàn)算其強(qiáng)度1）.計(jì)算大車的最大輪壓和最小輪壓：滿載時(shí)的最大輪壓為GGxcQGXCLePmax2（3-1）4L100251025151.54215=18.7517.5 0.9=18.7515.75=34.5(KN)空載時(shí)最大輪壓為：GGXCGXCLePmax2（3-2）4L1002525151.54215=18.7512.50.9=18.7511.25=30(KN)空載時(shí)的最小輪壓為：PminGGxcGxce42（3-3）L10025251.54215=18.7512.50.1=18.751.25=20(KN)Q10（3-4）載荷率:0.1G100通過上面的計(jì)算,查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，選取的大車車輪的直徑D＝134mm3.1.2疲勞計(jì)算（1）疲勞計(jì)算時(shí)的等效載荷：-6-Qd Q=0.6x10=6(kN)由相關(guān)數(shù)據(jù)查的0.6（2）車輪的計(jì)算輪壓：

濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（3-5）PJ cI .Pd=1x0.86x6.375=5.9574(kN) （3-6）GGXCQdGxcLePd42L（3-7）1002560151.54401518.75500.918.754563750(N)Qd120.533為載荷變化系數(shù)當(dāng)G22.5時(shí)，0..86Kc1—沖擊系數(shù)。第一種載荷運(yùn)行速度為1.5m/s時(shí)，Kc1=1根據(jù)點(diǎn)接觸情況計(jì)算疲勞接觸應(yīng)力：221j40003PjDCr（3-8）4000359574(21)213.414.4273702從機(jī)課程設(shè)計(jì)手冊附錄 22查的[jd]＝16000－30000N/cm ,因此滿足疲勞強(qiáng)度計(jì)算。3.1.3運(yùn)行阻力計(jì)算摩擦總阻力矩：MmQGkd2（3-9）10035軸承內(nèi)徑和外徑的平均值為：267.5(mm)；滾動摩擦系數(shù)K=0.0006m；軸承摩擦系數(shù)0.02；阻力系數(shù)1.5。代入上式得：-7-濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)滿載時(shí)的運(yùn)行阻力矩：MmdQGk2（3-9）=1.5(10000+100000)(0.0006+0.020.0675)2=210.375(N.m)運(yùn)行摩擦阻力：Mm(Q Q)Pm(QQ) Dc2210.3750.25當(dāng)空載時(shí)：

841.5(N)MmQ0Gd2（3-10）1.5100000(0.0010.06750.02)2=191.25（N）PmQ0MmQ0191.252DC/20.5=765（N）3.1.4 選擇“三合一”驅(qū)動電動機(jī)靜功率：PjdcNj60m（3-11）841.520600.95295(W)1式中PjPmQQ滿載運(yùn)行時(shí)的靜阻力m=1(驅(qū)動電動機(jī)臺數(shù))初選電動機(jī)功率：N=KdNj=1.150.295=0.339(kw)式中Kd－電動機(jī)功率增大系數(shù)，kd1.15配備電機(jī)功率 N=2×0.4（kw）。等效功率：-8-濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)Nx 25 Nj=0.751.30.295=0.288（kw）式中25―工作類型系數(shù)，當(dāng)JC%=25時(shí)，25；=0.75－有起重機(jī)的工作場所查的 =1.3。車輪轉(zhuǎn)數(shù)：vdcncDc2047.53(rpm)3.14 0.134整個(gè)起重機(jī)的自重是由車輪來支撐的起重小車的自重也是由車輪來支撐的，有了車輪能使它在軌道上運(yùn)行，目前大部分起重機(jī)的大車車輪主要是采用雙輪緣車輪，對一些在繁重或者工作條件比較惡劣條件下運(yùn)用的起重機(jī)，除采用雙輪緣車輪之外，在車輪旁邊往往還加裝水平導(dǎo)向輪，這樣可以避免起重機(jī)在偏斜運(yùn)行時(shí)的輪緣與軌道側(cè)面的接觸，而保證偏斜運(yùn)行時(shí)的水平側(cè)向；力是由水平導(dǎo)向輪承受，這樣從而使車輪輪元的磨損大幅度的減輕。本次設(shè)計(jì)車主動輪的結(jié)構(gòu)是通過查閱起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊，根據(jù)電動葫蘆的車輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的其圖如下3-2所示：-9-濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)圖3-2主動輪車輪其大車車輪的最大載重量 3t,基本尺寸是:M=300mm，Z=44a=200，D=134mm，B=57mm，L=27mm，m=4。從動輪的尺寸是：D=134mm，L=27mm，B=40mm。主動輪輪軸的直徑 d=35mm，軸承采用6407滾動軸承?？紤]到齒輪嚙合的疲勞強(qiáng)度，設(shè)定大車主動輪與輪軸上的齒輪的齒數(shù)比為1.5，所以齒輪軸的齒數(shù)：z244（3-12）291.5-10-濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)i2z11.5（3-13）z2從而得出齒輪軸上齒輪的參數(shù)如下：D=57，m=4，Z=29齒輪軸轉(zhuǎn)速：nzunc1.547.53＝71.295(rpm)（3-14）減速器的減速比：i1i015.0310i21.5（3-15）減速器輸出軸轉(zhuǎn)速：n0 nz 71.295r(pm )機(jī)構(gòu)傳動比：n1710i010n271.295綜合考慮了電機(jī)功率、減速器的減速比和減速器的輸出軸轉(zhuǎn)數(shù)，從起重機(jī)設(shè)備生產(chǎn)廠家購買符合條件的“三合一”驅(qū)動，它是融合了減速器，電動機(jī)，制動器于一體，帶制動器的電動機(jī)的出軸直接與減速器的高速軸直接用花鍵套進(jìn)行連接，車輪軸與減速器的低速輸出軸也用花鍵套裝的，省去了全部的聯(lián)軸器。具有結(jié)構(gòu)相對緊湊、體積小、可靠、配備功率范圍大的特點(diǎn)，并且裝配及調(diào)整速度快、維修比較方便，運(yùn)轉(zhuǎn)相對平穩(wěn)、噪音低等優(yōu)點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)選用的是 QSE系列的三合一驅(qū)動。型號：QSE05輸出軸轉(zhuǎn)矩T＝446.6Nm，功率為3kw配備的電機(jī)轉(zhuǎn)速為 710r/min。3.2選擇緩沖器懸掛式起重機(jī)的緩沖器是用來減震的，并可以利用緩沖器來吸收在碰撞時(shí)產(chǎn)生的沖擊能量，起到保護(hù)設(shè)備，延長使用壽命。并且能夠大幅度得減少噪音，提供相對安靜之工作環(huán)境的作用。還可以加速機(jī)械作動頻率，增加產(chǎn)能。能提高效率，生產(chǎn)高[3]品質(zhì)的產(chǎn)品碰撞時(shí)大車的動能：＝Gv02W動2g（3－16）G—帶載起重機(jī)的重量G＝10000+20000×0.1＝12100(N)-11-濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)V0—碰撞時(shí)的瞬時(shí)速度，V0=（0.3～0.7）Vdxg—重力加速度取 10m/s2W動＝Gv02121000.520/60＝2g210緩沖行程內(nèi)由運(yùn)行阻力和制動力消耗的功：W阻=（P摩+P制）S（3-17）式中P摩—運(yùn)行阻力，其最小值為Pmin=Gf0min=12100×0.008=96.8(N)（3-18）f0min—最小摩擦阻力系數(shù)可取f0min=0.008P制—制動器的制動力矩?fù)Q算到車輪踏面上的力，亦可按最大制動減速度計(jì)算：Ga制maxP制=g=12100×0.25=3025(N)（3-19）a制 ma=0x.25m/s2S—緩沖行程取S=22mm因此： W阻=（100.8+3025）×0.022=68.7(N m)一個(gè)緩沖器要吸收的能量也就是緩沖器應(yīng)該具有的緩沖容量為：W動－W阻W緩＝n（3－20）100.8-68.7=32.1(Nm)我選擇一橡膠緩沖器。經(jīng)設(shè)計(jì)起緩沖器的形狀如圖 3-3所示：-12-濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)圖3-3緩沖器3.3起重機(jī)橋架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.3.1橋架的總體構(gòu)造箱型的梁式橋架結(jié)構(gòu)主要是由兩根端梁和兩根主梁所組成的。主梁是由上蓋板和下蓋板以及兩塊相互垂直的腹板組成的封閉的箱型截面實(shí)體的板梁結(jié)構(gòu)。小車運(yùn)行的軌道可以鋪設(shè)在主梁上端蓋板的正中間，也可以設(shè)在克利策的垂直腹板的上方或介于上述兩者之間的任一位置。因此橋架之中的兩根主梁的艱巨主要取決于起重小車的軌距。安裝大車的運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車上輸電滑線所用的走臺通常是懸臂固定在主梁的外側(cè)，當(dāng)跨度相對較大時(shí)，走臺也可以做成與端梁和復(fù)桁架相連的連接方式。走臺的寬度主要決定于端梁的長度以及大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的平面布置尺寸。走臺是可以做成相等寬度的。即外面是平直的；為滿足減輕結(jié)構(gòu)的自重的目的，也可以將跨度中部的走臺寬度進(jìn)行相應(yīng)的縮小，及外邊是向里凹折的。橋架端梁的長度主要取決于K1~1大車的輪距的大小，大車輪距K和橋架跨度L的比值通常取為：L75說明如果比值過小容易引起橋架運(yùn)行的歪斜和車輪的啃軌； 如果比值過大則造成橋架外廓的不緊湊，增大了廠房兩段起重機(jī)不能進(jìn)行有效服務(wù)的距離和面積。 [1]3.3.2主梁的構(gòu)造和主要尺寸的確定-13-濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)箱型主梁的主要是有上蓋板、下蓋板和兩塊垂直腹板組成的。如果為了減輕自身重量而做成相等強(qiáng)度的梁，那么腹板的下邊以及下蓋板應(yīng)做成拋物線形，但通常為制造的方便，腹板中部做成為矩形而兩端做成與矩形相似的梯形，同時(shí)是下蓋板兩端向1~1一般C等于2~3m上傾斜，這是梯形高度取為C=（510）L主梁在跨度中部的高度H，根據(jù)起重機(jī)橋架剛度的要求和制造的經(jīng)驗(yàn)，一般按照跨度L的大小取值如下值：1~1H=（1418）說明當(dāng)小跨度時(shí)應(yīng)該取較大的值， 大跨度時(shí)應(yīng)該取較小的值，注意要在在相同跨度時(shí)，大起重量又比小起重量的高度取得稍大一些。主梁在端梁連接處的高度 H0可取：H0(0.4~0.6)H當(dāng)跨度較大而起重量較小時(shí)， H0宜取小值，否則應(yīng)該取較大值。腹板的厚度一般取成相等的值。 上蓋板和下蓋板的厚度也常取成同位， 但有時(shí)上蓋板可以取得比下蓋板稍厚一些。這些蓋板厚度的取值都與相應(yīng)的超重量有關(guān)，設(shè)計(jì)時(shí)可按表中推薦的數(shù)值選用。本次重機(jī)的腹板取6mm、上蓋板是8mm、加強(qiáng)板是6mm。為了保證橋架具有足夠的水平剛度，主梁兩腹板內(nèi)壁的間距b不能太小，一般規(guī)定bH且bL350（3－21）即b 200取b=340(mm)從為了能夠充分發(fā)揮材料的抗彎能力的角度上來看，主梁的腹板應(yīng)盡量取的高一些，用薄些，而上蓋板和下蓋板可以用的厚些。但是考慮到運(yùn)輸過程和制造過程中的碰撞以及銹蝕的不利影響，腹板的厚度不也應(yīng)小于 6mm。在主梁中腹板的高度與厚度的比值 H／ 通?？蛇_(dá)到 180~240。本次設(shè)計(jì)的主梁尺寸如下圖 3-4所示：-14-濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)圖3-4主梁結(jié)構(gòu)簡圖（1）主梁計(jì)算主梁斷面幾何特征初步給出的主梁斷面尺寸如圖所示，查得I25a普型工字鋼（GB706-65）的尺寸參數(shù)：h=250mm，b=116mm，腰厚d=8mm，t=13mm，截面面積F10.0096mm2，理論重量q138.1kg/m。主梁斷面水平形心軸x－x位置：y1FIiyixFi（3-22）式中Fi－主梁斷面的總面積（cm2）；Fiyix－各部分面積對x'x'軸的靜距之和（cm2）；yix－各部分面積至x'x'軸的距離（cm2）；0.840－20.879.5＋20.54060＋20.540＋2 0.5 25.5 31.5＋55.45 15＋1 10.5 0.5y10.0096=27(cm)主梁斷面慣性矩：-15-濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)JxJxiFiyi2（3-23）390.53＋0.82＋20.8402123942.7512＋20.840232＋20.817.4220.812cos4725.55.72711455.4522210.5121210..5136.52＝47181(cm4)JyJYxFiXi2（3-24）7283(cm4)（2）主梁校核（一）受力分析及內(nèi)力計(jì)算我們考慮到這種結(jié)構(gòu)形式的起重機(jī)它的一些特點(diǎn)，允許不考慮水平慣性力對主梁造成的一些應(yīng)力，以及在水平平面內(nèi)的載荷對主梁的扭轉(zhuǎn)作用也完全也可以忽略不計(jì)。主梁強(qiáng)度計(jì)算是按第 II類載荷進(jìn)行組合的。對與活動載荷其由于小車輪距很很小，可近似的看作為一集中載荷并進(jìn)行計(jì)算。應(yīng)該驗(yàn)算主梁跨中斷面彎曲正應(yīng)力和跨端斷面剪應(yīng)力?？缰袛嗝嬲龖?yīng)力應(yīng)包括主梁的整體的彎曲應(yīng)力和由小車輪壓在工字的鋼下翼緣引起的局部彎曲應(yīng)力的部分，兩者合成后進(jìn)行強(qiáng)度校核。梁的整體彎曲在垂直平面內(nèi)按簡支梁計(jì)算。在水平面內(nèi)按剛接的框架計(jì)算。圖3-5 主梁受力示意圖主梁重量：m主＝1010(kg)由主梁自重引起的均布載荷：-16-濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)m主1010（3-25）q主=101(kg/m)L10主梁所受集中載荷為吊Q（按滿載），Q＝1000kg，葫蘆自重m=232kg主梁所受均布載荷的載荷集中度為 m主＝1.01kg/cm由集中載荷在主梁跨中引起的彎矩為：M1=PL(Q+m滿）L=（3-26）44考慮沖擊后有:‘(1.25Q+1.1m滿）LM1=（3-27）4由均布載荷在主梁跨中引起的彎矩為：qLq主LM2==88（3-28）考慮沖擊后有：M‘2=1.1q主L8 （3-29）集中載荷和均布載荷共同作用時(shí)，主梁跨中彎矩為：M=M1'+M2'(1.25Q+1.1m滿）L1.1q滿L2=+（3-30）48由前面的計(jì)算數(shù)據(jù)可知：跨中截面抗彎截面模數(shù)為： W＝39.87(cm3)跨中截面相對截面形心軸（水平）慣性矩為Ix7283(cm4)（二）強(qiáng)度和剛度校核1.強(qiáng)度校核在滿載、下降制動情況下，主梁跨中截面內(nèi)最大應(yīng)力為：MM1'M2'(1.25Q1.1m滿）L1.1q滿L24/WX8（3-31）M＋）1.11.0110002(1.2510001.112421000＋/39.8748298(kg/cm2）[]-17-濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)故強(qiáng)度校核通過。2.剛度校核滿載位于跨中時(shí)，主梁的下擾度為：f主=PL348EI（3-32）（Q+m滿）S3=48EI(1000232)10003481.0110647181=0.49(cm)[f]=S/1200=1000/1200=0.83(cm)（3-33）＝0.49(cm)[f]0.83(cm)f主故剛度校核通過。3.3.3起重機(jī)端梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）端梁結(jié)構(gòu)端梁又稱橫梁，是支撐主梁與載荷的基礎(chǔ)，同時(shí)它也是聯(lián)系主梁與起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的紐帶，式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的主要的承載構(gòu)件之一，也要求具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的要求，根據(jù)不同的使用要求與結(jié)構(gòu)要求等端梁的斷面形式與相應(yīng)的車輪連接的結(jié)構(gòu)形式也應(yīng)該是不一樣的。箱梁式橋架的端梁也采用箱型的實(shí)體板梁結(jié)構(gòu)。端梁的中部截面也是由上、下蓋板和兩塊垂直腹板所組成。由于運(yùn)輸和安裝的需要，通常把端梁制成兩個(gè)分段。再制造廠施工時(shí)，都是先把一根主梁和端梁的一個(gè)分段焊接在一起形成半個(gè)橋架，但是，近年來新設(shè)計(jì)的橋架中采用四梁結(jié)構(gòu)，即及主梁和端梁均支撐獨(dú)立的整體結(jié)構(gòu)，主梁和端梁之間的連接在使用現(xiàn)場實(shí)施。無論是半橋架式結(jié)構(gòu)還是四梁式結(jié)構(gòu)，在使用地點(diǎn)安裝時(shí)一般均采用螺栓連接方式，前者采用普通半光制螺栓連接，后者采用高強(qiáng)度螺栓連接較多。端梁部分在起重機(jī)整體中其著至關(guān)重要的作用，它是實(shí)現(xiàn)水平移動的最關(guān)鍵部件之一，端梁是采用兩根槽鋼背靠背的并排安裝，中間設(shè)有工裝兩邊的大車輪和軌道運(yùn)行的空間，兩根槽鋼的外側(cè)分段之間采用焊接加強(qiáng)筋板。端梁的中部安裝有一塊聯(lián)接板，用來與主梁相聯(lián)接。端梁的兩端用兩根聯(lián)桿各自固定兩塊墻板，車輪則安裝在墻板上。大車采用集中傳動的方案。其結(jié)構(gòu)及如圖3-6所示：-18-濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)圖3-6 端梁結(jié)構(gòu)示意圖1－端梁 2－螺栓 3－螺母 4－連接板端梁的校核本次端梁設(shè)計(jì)選用的槽鋼的型號為I16a，從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊查得I16a槽鋼的尺寸參數(shù)如下：槽鋼高 h=160mm；槽鋼寬 b=63mm；腰厚 d=6.5mm；截面面積 F＝21.96cm2；Wx=108cm3；Wy=16.3cm3；理論重量17.24kg/m；端梁截面如圖 3-7所示，由此可得端梁斷面幾何特征如下：-19-濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)圖3-7 端梁截面圖截面面積 F1=43.92cm2；WX＝216cm3；WY＝32.6cm3；端梁自重G=68.96kg；端梁承受的載荷（按滿載）m=2000kg,端梁受力情況可簡化為簡支梁。如圖3-8所示：圖3-8 端梁受力示意圖梁的自重可以看成均布載荷：q端G＝68.96＝0.3448(kg/cm)L200（3-34）由集中載荷在端梁跨中引起的彎矩：PL(Qm)LM14（3-35）4考慮沖擊后有：-20-濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)M1'(1.25Q1.1m)L4（3-36）由均布載荷在端梁跨中引起的彎矩為：M2=qLq主L8=8（3-37）考慮沖擊后有：M‘21.1q主L（3-38）8集中載荷和均布載荷共同作用時(shí)，端梁跨中彎矩為：M=M1'+M2'(1.25Q+1.1m滿）L1.1q滿L2=+（3-39）48(1.2532421.1）68.962001.120.344820048＝2985.7(kNm)滿載時(shí)主梁跨中截面內(nèi)最大應(yīng)力為：MWX29857＝114.83（kg/cm2）<[]216強(qiáng)度校核通過。3.4聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器是機(jī)械傳動中常用的部件，他們主要用來連接軸與軸，以傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩；有時(shí)也做安全裝置，聯(lián)軸器所連接的兩軸，由于制造及安裝誤差，承載后的變形以及溫度變化的影響等，往往不能保證嚴(yán)格對中，而是存在著某種程度的相對位移。這就要求設(shè)計(jì)聯(lián)軸器時(shí)，要從結(jié)構(gòu)上采取各種不同的措施，使之具有適應(yīng)一定范圍的相對位移的性能。選擇一種合適的聯(lián)軸器類型可以考慮一下幾點(diǎn)：所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小和性質(zhì)以及對緩沖器震動的要求。聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力大小。對于高速傳動軸，應(yīng)選用平橫精度高的聯(lián)軸器。而不宜選用存在偏心的滑塊聯(lián)軸器等。兩軸相對位移的大小和方向。在安裝調(diào)整過程中，難以保持兩軸嚴(yán)格精確對中，或工作過程中兩軸將長生較大的附加相對位移，應(yīng)選用撓性聯(lián)軸器。-21-濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)聯(lián)軸器的工作環(huán)境和可靠性。通常有金屬元件制成的不需要潤滑的聯(lián)軸器比較可靠；需要潤滑的聯(lián)軸器，其性能移動后潤滑完善程度的影響，而且可能污染環(huán)境。聯(lián)軸器的制造、安裝、維護(hù)和成本。在滿足使用性能的前提下，應(yīng)選用裝拆方便、維護(hù)簡單、成本低的聯(lián)軸器。例如剛性聯(lián)軸器不但結(jié)構(gòu)簡單，而且裝拆方便，可用于低俗、剛性大的傳動軸。一般的非金屬彈性聯(lián)軸器，由于具有良好的綜合性能，廣泛適用于一般的中小功率傳動?？紤]到起重機(jī)由于能夠橫向移動受力并不均勻， 所以并不能保證嚴(yán)格對中，而且[2]由于某些原因勢必會產(chǎn)生震動，所以必要選擇彈性聯(lián)軸器因?yàn)樗x的電動機(jī)功率為 3kw，，轉(zhuǎn)速為 710r/min，電動機(jī)軸伸出的直徑為35mm，則需要選擇的聯(lián)軸器為：類型選擇：為了隔離震動和沖擊，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器。載荷計(jì)算：公稱轉(zhuǎn)矩T=9.55 106Pn=40.35×103N.mm查得KA=2.3，故有式的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為：Tca=KAT （3-40）=2.3×40.35×103=92.8×103Nmm3.從GB4323-84中查得TL4型彈性套柱銷聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩為250，許用最大轉(zhuǎn)速為3800r/min,軸頸為32-42mm之間，故合用-22-濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)4結(jié) 論經(jīng)過這一段時(shí)期的努力我終于把懸掛式起重機(jī)設(shè)計(jì)出來了，在這段時(shí)期我所做的工作主要有，查閱相關(guān)資料認(rèn)識了解懸掛式起重機(jī)，對懸掛式起重機(jī)中體設(shè)計(jì)方案的確定，對懸掛式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的確定及其有關(guān)重要零部件的選取及校核，電子圖、手工圖的繪制及書寫畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告等。這次設(shè)計(jì)是我在大學(xué)期間，設(shè)計(jì)任務(wù)最重，設(shè)計(jì)時(shí)間最長，以及挑戰(zhàn)性最大的一次。開始的時(shí)候最起重機(jī)的了解比較膚淺，但通過一段時(shí)期的查閱資料之后，我對起重機(jī)有了一個(gè)嶄新的認(rèn)識。在老師和同學(xué)的幫助下我最終完成了此次設(shè)計(jì)。雖然我做的還不夠好，但是通過本次設(shè)計(jì)我也學(xué)習(xí)了很多實(shí)用性的東西，這一次設(shè)計(jì)也將使我終生受益。在起重機(jī)設(shè)計(jì)過程中我明白了以下幾點(diǎn)：1）懸掛式起重機(jī)的主梁和端梁是整體移動的。2）對于聯(lián)軸器的選擇要根據(jù)實(shí)際情況，主要看是否需要緩沖吸震。3）不用設(shè)計(jì)軸肩用過盈配合也可以滿足車輪軸的固定。基于C8051F單片機(jī)直流電動機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機(jī)的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺控制器的研制-23-濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的軟起動器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動檢測儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號檢測儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測量儀的研制基于單片機(jī)的紅外測油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CA