雙梁橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)正式說(shuō)明

論文（設(shè)計(jì)）題目：100/25t雙梁橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)及大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)姓名學(xué)號(hào)院系機(jī)電工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化年級(jí)2009級(jí)指導(dǎo)教師陳波2013年05月06日目錄第一章、橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)..................................1第二章、總體設(shè)計(jì)....................................................22.1橋架尺寸的確定................................................22.2主梁尺寸......................................................2第三章、主端梁截面積幾何性質(zhì)........................................3第四章、載荷........................................................44.1固定載荷......................................................44.2小車(chē)輪壓......................................................44.3動(dòng)力效應(yīng)系數(shù)..................................................54.4慣性載荷.....................................................54.5偏斜運(yùn)行側(cè)向力...............................................6第五章、主梁計(jì)算.....................................................85.1內(nèi)力........................................................85.2強(qiáng)度........................................................135.3主梁疲勞強(qiáng)度................................................155.4整體穩(wěn)定性..................................................18第六章、端梁計(jì)算....................................................196.1載荷與內(nèi)力..................................................196.2水平載荷....................................................216.3強(qiáng)度........................................................226.4穩(wěn)定性......................................................296.5端梁拼接....................................................29第七章、主梁和端梁的連接..........................................35第八章、剛度計(jì)算..................................................368.1橋架的垂直靜剛度............................................368.2橋架的水平慣性位移..........................................368.3垂直動(dòng)剛度..................................................368.4水平動(dòng)剛度.................................................38第九章、橋架拱度..................................................38、起重機(jī)大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)計(jì)算...................................4010.1確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案...........................................40 10.2選擇車(chē)輪與軌道，并驗(yàn)算其強(qiáng)度...............................4010.3運(yùn)行阻力的計(jì)算.............................................4210.4選擇電動(dòng)機(jī).................................................4310.5驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件.........................................4310.6選擇減速器.................................................4310.7驗(yàn)算運(yùn)行速度...............................................4410.8驗(yàn)算啟動(dòng)時(shí)間...............................................4410.9按起動(dòng)工況校核減速器功率...................................4510.10驗(yàn)算起動(dòng)不打滑條件........................................4510.11選擇制動(dòng)器...............................................4610.12選擇聯(lián)軸器................................................4610.13驗(yàn)算低速浮動(dòng)軸強(qiáng)度........................................48總結(jié)..............................................................50參考文獻(xiàn)..........................................................51致謝.........................................................52摘要:本設(shè)計(jì)采用許用應(yīng)力法以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法對(duì)橋式起重機(jī)橋架金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過(guò)程先用估計(jì)的橋式起重機(jī)各結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)對(duì)起重機(jī)的強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、穩(wěn)定性、剛度進(jìn)行粗略的校核計(jì)算，待以上因素都達(dá)到材料的許用要求后，畫(huà)出橋架結(jié)構(gòu)圖。然后計(jì)算出主梁和端梁的自重載荷，再用此載荷進(jìn)行橋架強(qiáng)度和剛度的精確校核計(jì)算。若未通過(guò)，再重復(fù)上述步驟，直到通過(guò)。由于橋架的初校是在草稿中列出，在設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中不予記錄，僅記載橋架的精校過(guò)程。設(shè)計(jì)中參考了各種資料,運(yùn)用各種途徑,努力利用各種條件來(lái)完成此次設(shè)計(jì).本設(shè)計(jì)通過(guò)反復(fù)斟酌各種設(shè)計(jì)方案,認(rèn)真討論,不斷反復(fù)校核,力求設(shè)計(jì)合理;通過(guò)采取計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法以及參考前人的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),力求有所創(chuàng)新;通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法,繪圖和設(shè)計(jì)計(jì)算都充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大輔助功能,力求設(shè)計(jì)高效。關(guān)鍵詞：估計(jì)、校核、輔助功能Abstract:TheprojectdesignsmetalframeworkofbridgecraneinuseofallowablestressmethodandCAD.Atfirst,Ichosesizeassumably.Then,proofrendedthesize.Iftheproofwasnotpassed,mustchoosethesizeagainuptopasstheproof.Iftheproofwaspassed,itcouldcarryonthespecificstructuraldesign.Atlast,it’splotandcleanupthecalculationprocess.Designedtomakereferencetothevariousofdataintheprocess,makeuseofvariouspaths,workhardtomakeuseofthevariousofconditiontocompletethisdesigninreason.Iconsideredvariousdesignprojects,discussedearnestly,calculatedtimeaftertime,tryhardforareasonabledesign;viaCADandmakereferenceadvancedexperiences,tryhardforainnovatorydesign;viaCAD,candcalculationcanmakegooduseofpowerfullcomputer,tryhardforahighefficiencydesign.Iknewthevariousofdesignmethods,newestmachinedesignmethodsbothhereandabroadalsofoundvariousofgooddata.Keywords：Proofrended、cand、powerfull1.橋式起重機(jī)屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)表1-1設(shè)計(jì)參數(shù)起重機(jī)類(lèi)型通用工作級(jí)別A6軌道放置中軌橋架形式雙梁100/25t×28.5m起升機(jī)構(gòu)主起升副起升額定起重量（噸）10025起升高度(米)1614起升速度(米/分)10-1.2110.工作級(jí)別M6運(yùn)行結(jié)構(gòu)大車(chē)輪距（米）3.7m軌距（米）3.7m2.橋架尺寸的確定2.1大車(chē)軸距=（）L=（）28.5=7.125~4.75m2.2腹板尺寸根據(jù)小車(chē)軌距和中軌箱型梁寬度以及大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)置，取=6m端梁全長(zhǎng)B=6.9m。翼緣板尺寸:高度h=（）L=2036~1676mm取腹板高度=1900mm腹板厚度=10mm翼緣板厚度=26mm,2.3主梁尺寸主梁總高度=+2=1952mm主梁寬度b=(0.4~0.5)=780~976mm字腹板外側(cè)間距b=780mm>=475mm且>=650mm上下翼緣板相同為24mm600mm主梁端部變截面長(zhǎng)取d=L/8=3562mm.圖2-1雙梁橋架結(jié)構(gòu)2.4端梁尺寸高度取1000.考慮到大車(chē)的安裝，端梁內(nèi)寬總寬，翼緣板=10mm，腹板3.主端梁截面積幾何性質(zhì)圖3-1主梁與端梁截面3.1主梁截面A=(80026+190010)2=79600mm2慣性矩==4.464591010mm4==6.7239109mm43.2端梁截面A==54320mm2=0.03616m2==9.8782109mm4==2.8594109mm44.載荷4.1固定載荷主梁自重載荷=kρAg9.81=1.2=7355.85N小車(chē)軌道重載荷=38.869.81=381.22N/m欄桿等重量載荷=g=1009.81=981N/m主梁的均布載荷=++=7355.85+381.22+981=8718.07N/m起升載荷為=g=4.2小車(chē)輪壓小車(chē)自重=(0.32~0.35）=314000~343000N吊鉤滑輪組估計(jì)自重載荷m=15t小車(chē)重力產(chǎn)生的靜輪壓和==65430.43N額定起升載荷產(chǎn)生的和P01==125810.8NP02==119189.1N=+=188481.07N=P02+=184629.53N小車(chē)輪壓=+=188481.07+184629.53=373110.6N空載輪壓==4.3動(dòng)力效應(yīng)系數(shù)1=1.12=1+0.7Vq=1+0.710/60=1.1167=1.+0.058=1.1+0.05885/60=1.22h=1mm,接頭高度差4.4慣性載荷大小車(chē)都有4個(gè)車(chē)輪，其中主動(dòng)輪占一半，可由車(chē)輪打滑條件確定大小車(chē)運(yùn)行的慣性力。一根主梁上的小車(chē)慣性力為==26650.76N大車(chē)運(yùn)行起制動(dòng)慣性力（一根主梁上）為==26650.76N==622.72N/m主梁跨端設(shè)備慣性力影響力小，忽略4.5偏斜運(yùn)行側(cè)向力一根主梁的重量力一根端梁?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的重量力==1.1=4601.41N一根端梁的重量力=B=4601.416.9=27148.33N一組大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的重量力（兩組對(duì)稱(chēng)配置）=g=5623/29.81=27552.7N司機(jī)室及重量力==13009.8=12740N4.6滿(mǎn)載小車(chē)在主梁跨中央左側(cè)端梁總靜輪壓按圖4-1計(jì)算圖4-1端梁總輪壓計(jì)算==（1127000+340000）+292927.15+27552.7+113714.76=1087497.85N由=28.5/6.8=5.6查得=0.1345側(cè)向力==1087497.850.1345=73134.20N4.7滿(mǎn)載小車(chē)在主梁左端極限位置左側(cè)端梁總靜輪壓==1642002.55N側(cè)向力==110424.67N估算大車(chē)輪壓P=40t由此選取大車(chē)車(chē)輪直徑為600mm,軌道為QU100。中軌梁扭轉(zhuǎn)載荷較小，且方向相反，忽略。在此不用計(jì)算。主梁計(jì)算5.1內(nèi)力計(jì)算大車(chē)傳動(dòng)側(cè)的主梁。在固定載荷與移動(dòng)載荷作用下，主梁按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，如圖所示5-1圖5-1主梁計(jì)算模型固定載荷作用下主梁跨中的彎矩=（）=1.22()=1535286.39N跨端剪切力[]=1.22[8718.0728.5+27552.73+12740（1-）]=228570.16N滿(mǎn)載小車(chē)在跨中，跨中E點(diǎn)彎矩為=輪壓合力與左輪的距離為==1.85m則=2804040.71N.m跨中E點(diǎn)剪切力（1-）==233470.40N跨中內(nèi)扭矩為=02)滿(mǎn)載小車(chē)在跨端極限位置（z=）.小車(chē)左輪距梁端距離為=-=2-1.8=0.2mm端梁剪切力=（）=1.22（28.5-1.85-0.2）=415700.03N.m跨端內(nèi)扭矩為=（+）（1-）==137230.00N.m主梁跨中總彎距為=+=1535286.39+2804040.71=4339329,10N.m主梁跨端總剪切力==+=22857+415700.03=634270N水平慣性力載荷:在水平載荷及作用下，橋架按剛架計(jì)算。K=4.6b=K=2.3a=(-K)=(6-2.5)=1.75水平剛架計(jì)算模型示表圖5-2圖5-2水平剛架計(jì)算模型小車(chē)在跨端。剛架的計(jì)算系數(shù)為=1+=1+0.052=1.052跨中水平彎矩===134602.22N.m跨中水平剪切力為=13325.38N跨中軸力為===-173181.51N小車(chē)在跨端?？缍怂郊羟辛?==25099.55N2)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）圖5-3側(cè)向力作用下剛架的分析這時(shí)，計(jì)算系數(shù)為=1+==1.011小車(chē)在跨中。側(cè)向力==1087497.850.1345=73134.20N超前力為==12906.31N端梁中點(diǎn)的軸力為=6453.15N端梁中點(diǎn)的水平剪切力為==73134.20（-）=11701.44N主梁跨中的水平彎距為==731334.201.75+11701,44=4595.81N主梁軸力為=61432.56N主梁跨中總的水平彎矩為==134602.22+4595.81=139198.03N.m小車(chē)在跨端。側(cè)向力為=110424.67N超前力為===19486.71N端梁中點(diǎn)的軸力為==9743.35N端梁中點(diǎn)的水平剪切力為=（）=110424.67（-）=17321.41N主梁跨端的水平彎矩為=a+b=110424.671.75+173212.3=233082.42N.m主梁跨端的水平剪切力為=-=9743.36N主梁跨端總的水平剪切力為==25099.55+9743.36=34824.91N小車(chē)在跨端時(shí)，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(jì)算5.2強(qiáng)度需要計(jì)算主梁跨中截面（如圖3-1所示）危險(xiǎn)點(diǎn)①、②、③的強(qiáng)度圖5-41)主腹板上邊緣①的應(yīng)力主腹板邊至軌頂距離為==164mm主腹板邊的局部壓應(yīng)力為==80.83MPa垂直彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為==131.18水平彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為==7.45慣性載荷與側(cè)應(yīng)力對(duì)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(jì)算。主梁上翼緣板的靜矩為==26800961=19988800主腹板上邊的切應(yīng)力為==14.56點(diǎn)①的折算應(yīng)力為=+=131.18+7.445=138.63MPa1==159.143MPa<=175MPa點(diǎn)②的折算應(yīng)力為2==148.02MP<=175MPa點(diǎn)③的應(yīng)力為3=1.15[]=126.92<=175MPa主梁跨端截面變小，有利于主端梁連接，取腹板高度為=800mm。故跨端只需計(jì)算切應(yīng)力。主腹板。承受垂直剪力及扭矩，故主腹板中點(diǎn)切應(yīng)力為=+主梁跨端封閉截面面積為=（b-8）(+)=770×1926=1483020mm2代入上式得=79.05MPa<=100MPa副腹板中兩切應(yīng)力反向，可不計(jì)算翼緣板。承受水平剪切力=49837N及扭矩=137230N.m=+=2.975=100主梁翼緣焊縫厚度取=10mm，采用自動(dòng)焊接，不需計(jì)算。5.3主梁疲勞強(qiáng)度橋架工作級(jí)別為A7,應(yīng)按載荷組合Ⅰ計(jì)算主梁跨中的最大彎矩截面（E）的疲勞強(qiáng)度。由于水平慣性載荷產(chǎn)生的應(yīng)力很小，為了計(jì)算簡(jiǎn)明而忽略慣性力。求截面E的最大彎矩和最小彎矩，滿(mǎn)載小車(chē)位于跨中(輪壓在E點(diǎn)上)則==4821856N.m空載小車(chē)位于右側(cè)跨端時(shí)（如圖5-4）圖5-5主梁跨中（E）最小彎矩的計(jì)算左端支反力為===7014.54N==1535286.39+1.227014.54[0.5（28.5-1.85）]=1672852.045.4驗(yàn)算主腹板受拉翼緣板焊縫④的疲勞強(qiáng)度===98.90MPa===33.27MPa圖5-5主梁截面疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算點(diǎn)圖5-5主梁截面疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算點(diǎn)應(yīng)力循環(huán)特性===0.3469〉0根據(jù)工作級(jí)別A6，應(yīng)力集中等級(jí)及材料Q235，查得MP，=370焊縫拉伸疲勞需用應(yīng)力為===213.3MPa=95.90MPa<（合格）驗(yàn)算橫隔板下端焊縫與主腹板連接處===90.71MPa===31.47===0.3469〉0顯然，相同工況下的應(yīng)力循環(huán)特性是一致的根據(jù)A6及Q235，橫隔板采用雙面連續(xù)貼角焊縫連接，板底與受拉翼緣間隙為50mm，應(yīng)力集中等級(jí)為K3，查得=71MPa拉伸疲勞需用應(yīng)力為===137.46MPa=90.71<（合格）由于切應(yīng)力很小，忽略不計(jì)5.5整體穩(wěn)定性主梁高寬比==2.53（穩(wěn)定）局部穩(wěn)定性翼緣板==23.08<，不需設(shè)置縱向加勁肋，不再計(jì)算。第六章端梁的計(jì)算6.1垂直載荷端梁按修改的鋼架尺寸計(jì)算，=6m,a=1.75m,b=2.3m,K’=2b=4.6m,B=6.9m,=0.45m,=0.19m,主梁軸線(xiàn)與主腹板中線(xiàn)距離=0m。主梁最大支承力=634270N因作用點(diǎn)的變動(dòng)引起的附加力矩為零=0端梁自重載荷為=4601.41N/m端梁在垂直載荷作用下按簡(jiǎn)支梁計(jì)算如圖6-1端梁支反力為=+=634270+=841823.05N圖6-1垂直載荷下端梁的計(jì)算截面1-1彎矩=--==520981.39N.m剪力=0截面2-2彎矩=a-=841823=477014.5N.m剪力=-=841823=508819.28N.m截面3-3彎矩=0剪力=-=841823-1.224601.41=511466.176N.m截面4-4（沿著豎直定位板表面）-=841823=96986.08N.m剪力=-=841823-0.5=511063.84N端梁的水平載荷有、、、，可按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，如圖6-2所示截面1-16.2垂直載荷因作用點(diǎn)移動(dòng)引起的附加水平力矩為==26650.760=0N.m彎矩=a=26650.761.75=31173.81N.m鋼架水平支反力===19994.25N.==17321.41N.圖6-2水平載荷下端梁的計(jì)算剪切力+=19994.25+17321.41=37315.66N軸力==34842.91N截面2-2在、、、水平力作用下，端梁的水平支反力為=++=19994.25+110424.67+26650.76=157069.68N水平剪切力==157069.68N彎矩為=a=157069.681.75=274871.96N.m截面3-3水平剪切力==157069.68N其他內(nèi)力小，不計(jì)算6.3強(qiáng)度截面1-1的應(yīng)力計(jì)算需待端梁拼接設(shè)計(jì)合格后方可進(jìn)行（按凈截面）截面2-2截面角點(diǎn)===87.65<=175腹板邊緣==（）=81.40<=175翼緣板對(duì)中軸的靜矩為=8600390=1569920mm3===15.07折算應(yīng)力為===87.8MPa<=175MP截面3-3及4-4端梁支承處兩個(gè)截面很近，只計(jì)算受力稍大的4-4端梁支承處為安裝大車(chē)輪角軸承箱座而切成缺口并焊上兩塊彎板（20mm185mm）,端部腹板兩邊都采用雙面貼角焊縫，取=8mm,支承處高度314mm，彎板兩個(gè)垂直面上都焊有車(chē)輪組定位墊板（16mm90mm340mm）,彎板參與端梁承載工作，支承處截面（3-3及4-4）如圖所示6-3圖6-3端梁支承處截面形心===199.6mm慣性矩為=3.4296108mm4中軸以上截面靜矩S=982197mm3上翼緣板靜矩=688512mm3下翼緣板靜矩=703976mm3截面4-4腹板中軸處的切應(yīng)力為===64.9MPa<=100因靜矩〉，可只計(jì)算靠彎板的腹板邊的折算應(yīng)力，該處正應(yīng)力為===37.3切應(yīng)力為===46.5折算應(yīng)力為===88.76<=175MP（合格）假設(shè)端梁支承水平剪切力只由上翼緣板承受，不計(jì)入腹板上翼緣板切應(yīng)力為===32.9<端梁支承處的翼緣焊縫截面計(jì)算厚度（20.78mm=11.2mm）比腹板厚度（8mm）大，故焊縫不需驗(yàn)算，截面4-4的水平彎矩小，忽略不計(jì)。6.4疲勞強(qiáng)度端梁疲勞強(qiáng)度計(jì)算只考慮垂直載荷的作用彎板翼緣焊縫驗(yàn)算截面4-4的彎板翼緣焊縫滿(mǎn)載小車(chē)在梁跨端時(shí)，端梁截面4-4的最大彎矩的剪切力為==96986.08N.m==511063.84N空載小車(chē)位于跨中不移動(dòng)時(shí)端梁的支反力為==98580.6N這時(shí)端梁截面4-4相應(yīng)的彎矩和剪切力為==98580.6=18363N.m==97432N彎板翼緣焊縫的應(yīng)力為==37.3==9.97===33.2MPa==8.9根據(jù)A6和Q235及彎板用雙面貼角焊縫連接，查的=48MPa，=370===0.2673〉0焊縫拉伸疲勞需用應(yīng)力為===89.57MPa===0.2686〉0按查的=133，取拉伸式===234.8===166==0.213<1.16.5穩(wěn)定性根據(jù)端梁拼接設(shè)計(jì)，連接螺栓的布置形式已經(jīng)確定，可只計(jì)算受力大的翼緣板拼接截面1-1的內(nèi)力為==639385.9N.m空載小車(chē)位于跨中不移動(dòng)，主梁跨端的支承力為===92569N這時(shí)的端梁支反力為=98580.6N端梁拼接截面1-1的彎矩為==98580.6=29555.8N.m翼緣板的平均應(yīng)力（按毛截面計(jì)算）為===114.8翼緣板傳遞的內(nèi)力為==114.88440=404096N端梁拼接處翼緣板面上布置有5-mm的螺栓孔，翼緣板凈截面積為=（666-524）8=2848mm2應(yīng)力==141.9====0.268>0可見(jiàn)，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(jí)，查得=101翼緣板拉伸疲勞需用應(yīng)力為===219.5<若考慮垂直載荷與水平載荷同時(shí)作用，則計(jì)算應(yīng)力要大些腹板應(yīng)力較小，不再計(jì)算整體穩(wěn)定性=<3（穩(wěn)定）局部穩(wěn)定翼緣板==45<60（穩(wěn)定）腹板==95故只需對(duì)著主梁腹板位置設(shè)置四塊橫隔板，=6mm6.6端梁拼接及翼緣拼接端梁在中央截面1-1采用拼接板精制螺栓連接，翼緣用雙面拼接板8mm420mm440mm及8mm350mm440mm腹板用單面拼接板8mm440mm860mm,精制螺栓選用M20mm,拼接構(gòu)造及螺栓布置如圖所示6-4圖6-4端梁拼接構(gòu)造內(nèi)力及分配滿(mǎn)載小車(chē)在跨端時(shí)，求得截面1-1的內(nèi)力為=639385.9N.m，剪力=0=31173.81N.m，=28046.03N=33756.28N6.7端梁拼接端梁的截面慣性矩為1=4.264109mm41=6.822108mm4腹板對(duì)x和y軸的總慣性矩為=9.2108108mm4=4.7894108mm4翼緣對(duì)x和y軸的總慣性矩為=1.400408109mm4=1.1358108mm4彎板分配：腹板==237029.4N.m翼緣==360379.6N.m：腹板==21797N.m翼緣==5196N.m水平剪切力分配剪力有上下翼緣板平均承受，一塊翼緣板所受的剪切力為==14023N軸力分配軸力按截面積分配一塊翼緣板受軸力==4176N一塊腹板受軸力==8390.3N6.8翼緣拼接=7072mm2=3520mm2A=21184mm2由產(chǎn)生的翼緣軸力為===404013N一塊翼緣板總的軸力為=+=408189N拼接縫一邊翼緣板上有8個(gè)螺栓，一個(gè)螺栓受力（剪切力）為===51023.6N由上下翼緣板平均承受，一塊翼緣板的水平彎矩為==2585拼接縫一邊翼緣板上螺栓的布置尺寸為==5，可按窄式連接計(jì)算=150mm,=4(502+1502)=100000mm2翼緣板角點(diǎn)螺栓的最大內(nèi)應(yīng)力為===3877.5N角點(diǎn)螺栓順梁軸的內(nèi)力和為=+=51023.6+3877.5=54901N水平剪切力由接縫一邊翼緣上的螺栓平均承受，一個(gè)螺栓的受力為===1320.6N角點(diǎn)螺栓的合成內(nèi)力為===54916.9N選精制螺栓M24mm一個(gè)螺栓的許用承載力為剪切[]===96981N承壓==2181.8=52920N<1.05=55566N（仍屬合格）6.9腹板拼接由對(duì)腹板產(chǎn)生的軸力為===59231N一塊腹板總軸力為=+=67621.3N焊縫一邊腹板螺栓平均受力，一個(gè)螺栓受力為===4226.3N腹板垂直彎矩由兩腹板承受，一塊腹板的彎矩為==118515N.m拼接縫一邊腹板上螺栓的布置尺寸為==7>3，屬窄式連接=7O0mm,=1102+3302+5502+7002=1016400mm2腹板角點(diǎn)螺栓的最大內(nèi)力為===44892N腹板角點(diǎn)螺栓順梁軸的內(nèi)力和為=+=4226.3+44892=49118.3N單剪螺栓的許用承載力=10.8175=48490.6N<1.05=50915N（仍屬合格）凈截面1-1的因拼接處螺栓孔減少了截面慣性矩，需用凈截面驗(yàn)算強(qiáng)度同一截面中各板的螺栓孔對(duì)x和y軸的慣性矩為==218[8（450-4）2+4（552+1652+2752+3852）]=4.381108mm4==1.07805108mm4端梁拼接處凈截面慣性矩為=-=2.3215109-4.3811081.8834108mm4=-=5.9251108-1.07805108=4.847108mm46.10端梁拼接強(qiáng)度全部板材的螺栓孔截面積為=218=4032mm2拼接處凈截面積為=A-=21184-4032=17152mm2端梁拼接處強(qiáng)度為===156.4<（合格）顯然，垂直載荷產(chǎn)生的應(yīng)力是主要的。端梁計(jì)算中，載荷齊全，個(gè)別取值偏大，如小車(chē)運(yùn)行慣性力僅由一側(cè)端梁承受等，實(shí)際上要比計(jì)算結(jié)果小些。第七章主梁和端梁的連接主、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=0.951000=950mm,取=950mm，主梁腹板與端梁腹板之間留有20~50的間隙，在組裝橋架時(shí)用來(lái)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)，并用貼角焊縫（=8mm）周邊焊住。必要時(shí)可在主梁端部?jī)?nèi)側(cè)主、端梁的上、下翼緣處焊上三角板，以增強(qiáng)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圖7-1主梁與端梁的連接主梁最大支承力為=634270N連接板需要的焊縫長(zhǎng)度為===689.58mm實(shí)際>（足夠）主、端梁的連接焊縫足夠承受連接所受的水平彎矩和剪切力，不再計(jì)算。剛度計(jì)算8.1橋架的垂直靜剛度滿(mǎn)載小車(chē)位于主梁跨中產(chǎn)生的靜撓度為===23.65mm<8.2橋架的水平慣性位移====1.03mm<=12.75mm8.3垂直動(dòng)剛度起重機(jī)垂直動(dòng)剛度以滿(mǎn)載小車(chē)跨中的垂直自振頻率來(lái)表征，計(jì)算如下主梁質(zhì)量=kg全橋架中點(diǎn)換算質(zhì)量為=0.5（2）+=29890+=83873kg起升質(zhì)量=+=100000kg起升載荷=(+)g=1127000N起升鋼絲繩滑輪組的最大下放長(zhǎng)度為==19+2-2=19m橋架跨中靜位移為===16.73起升鋼絲繩滑輪組的靜伸長(zhǎng)為===36.9mm結(jié)構(gòu)質(zhì)量影響系數(shù)為===0.07039橋式起重機(jī)的垂直自振頻率為===2.08HZ（合格）起重機(jī)水平動(dòng)剛度以物品高度懸掛，滿(mǎn)載小車(chē)位于橋架跨中的水平自振頻率來(lái)表征。半橋架中點(diǎn)的換算質(zhì)量為=0.5=0.5（29890+53983+100000）=91936.68kg8.4水平動(dòng)剛度===0.00011432mm/N橋式起重機(jī)的水平自振頻率為===0.504HZ<~2HZ（合格）第九章橋架拱度橋架跨度中央的標(biāo)準(zhǔn)拱度值為===28.5mm考慮制造因素，實(shí)取=1.4=39.9mm跨度中央兩邊按拋物線(xiàn)曲線(xiàn)設(shè)置拱度，如圖所示9-1圖9-1橋架的拱度距跨中為=的點(diǎn)=37.41mm距跨中為=的點(diǎn)=29.93mm距跨中為=的點(diǎn)mm因此，橋架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)全部合格。十起重機(jī)大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)計(jì)算10.1確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案10-110.2選擇車(chē)輪與軌道，并驗(yàn)算其強(qiáng)度（1）滿(mǎn)載時(shí)，最大輪壓=386.27KN（2）空載時(shí)，最大輪壓空載時(shí)，最小輪壓（3）車(chē)輪踏面疲勞載荷車(chē)輪材料采用65Mn，由（起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)）表3-8-11選擇車(chē)輪直徑，查的軌道型號(hào)為QU120。按車(chē)輪與軌道為點(diǎn)接觸和銜接處兩種情況驗(yàn)算車(chē)輪的接觸強(qiáng)度點(diǎn)接觸局部擠壓強(qiáng)度計(jì)算Pc”=k2R2C1C2/m3=0.245×5002×1.02×0.8/0.473=481.4KN式中，k2——許用點(diǎn)接觸應(yīng)力常數(shù)（N/mm2），由（）運(yùn)輸機(jī)械表5-2查得k2=0.245R——曲率半徑，車(chē)輪與軌道曲率半徑中的大值。車(chē)輪R1=D/2=600/2=300mm，軌道R2=500mm，故取R=500mmm——由R1/R2比值所確定的系數(shù)，差得（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)）表3-8-9m=0.47Pc”>Pc，故通過(guò)。線(xiàn)接觸局部擠壓強(qiáng)度計(jì)算Pc’=k1DclC1C2=7.2×600×130×1.02×0.8=458.22KN式中,k1——許用線(xiàn)接觸應(yīng)力常數(shù)（N/mm2），由[2]表5-2查得k1=67.2l——車(chē)輪與軌道有效接觸強(qiáng)度，對(duì)于QU120，l=b=130mmC1——轉(zhuǎn)速系數(shù)，由（運(yùn)輸機(jī)械）表5-3，車(chē)輪轉(zhuǎn)速Nc=v/Dc=85/（3.14*0.4）=67,.68r/min時(shí)，C1=1.02C2——工作級(jí)別，由[2]表5-4，當(dāng)為M6時(shí)，C2=0.8Pc’>Pc，故通過(guò)。10.3運(yùn)行阻力的計(jì)算滿(mǎn)載時(shí)，摩擦總阻力距：（1000000+900000）=6341.25N式中Q——起升載荷；G——起重機(jī)或者運(yùn)行小車(chē)的自重載荷；k——滾動(dòng)摩擦系數(shù)，由（運(yùn)輸機(jī)械）7-1查得k=0.0008；——車(chē)輪軸承摩擦系數(shù)，由(運(yùn)輸機(jī)械)表7-2查得=0.015；d——與軸承相配合處車(chē)輪軸的直徑，d=190mm；——附加摩擦阻力系數(shù)，由(運(yùn)輸機(jī)械)表7-3查得=1.5；運(yùn)行摩擦阻力：空載時(shí)，摩擦總力矩：運(yùn)行摩擦阻力：10.4選擇電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的靜功率：P===15.76kw式中，——機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率，取0.95j=Pm(Q=Q)——滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí)的靜阻力；m——驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)m=2；初定電動(dòng)機(jī)功率：==1.1515.76=18.12kw式中，——電動(dòng)機(jī)功率增大系數(shù)，由（機(jī)械運(yùn)輸）表7-6得=1.15。10.5驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件由表5-1-13選用電動(dòng)機(jī)YZR-200L-6，Ne=22kw，n1=715r/min，(GD2)d2，電動(dòng)機(jī)質(zhì)量390kg。等效功率=K2.5×r×=1×1.12×18.12=20.29kw式中，K2.5——工作類(lèi)型參數(shù)，由（運(yùn)輸機(jī)械）表6-4查得K2.5=1r——由(1)按起重機(jī)工作場(chǎng)所得=0.2，查得r=1.12由此可知，<，滿(mǎn)足發(fā)熱要求10.6選擇減速器車(chē)輪轉(zhuǎn)速：=機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比：i0=由（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)）表3-10-5選用兩臺(tái)QJR-236,[N]=16.4,<[N]10.7驗(yàn)算運(yùn)行速度實(shí)際運(yùn)行速度：=誤差：實(shí)際所需電動(dòng)機(jī)靜功率：N’j=NJ由于N’j<Ne，故所選電動(dòng)機(jī)和減速器均合適10.8驗(yàn)算啟動(dòng)時(shí)間=式中n1=712r/min；m=2(驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù))；=1.5Me=1.5滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí)的靜阻力矩：(Q=Q)=空載時(shí)的運(yùn)行阻力矩：(Q=0)=初步估算高速軸上聯(lián)軸器的飛輪轉(zhuǎn)矩：(GD2)zl+(GD2)l=0.225kg·m2機(jī)構(gòu)總飛輪矩（高速軸）：C(GD2)l=1.15×(0.67+0.225)=1.029kg·m2滿(mǎn)載啟動(dòng)時(shí)間(Q=Q)==6.2s空載起動(dòng)時(shí)間：(Q=0)=[Nd==式中Pd=P+Pg=P+=21137.5+(100000+90000)=64085N所選用減速器的[N]JC25%=16.4kw＜Nd,故減速器合適。 10.9按起動(dòng)工況校核減速器功率由于起重機(jī)是在室內(nèi)使用，故坡度阻力及風(fēng)阻力均不予考慮。以下按二種工況進(jìn)行驗(yàn)算==847.4㎏=8474N車(chē)輪與軌道的粘著力：＜，故可能打滑。解決辦法是在空載起動(dòng)時(shí)增大起動(dòng)電阻，延長(zhǎng)起動(dòng)時(shí)間。10,10驗(yàn)算起動(dòng)不打滑條件滿(mǎn)載時(shí)起動(dòng)，主動(dòng)車(chē)輪與軌道接觸處的圓周切向力：=+=1069.5㎏=10695N車(chē)輪與軌道的粘著力：＞，故滿(mǎn)載起動(dòng)時(shí)不會(huì)打滑，因此所選電動(dòng)機(jī)合適10.11選擇制動(dòng)器取制動(dòng)時(shí)間：=4s按空載計(jì)算動(dòng)力矩，即Q=0代入公式：==148.4Nm式中查（起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)）3-3-17現(xiàn)選用兩臺(tái)YWZ-200/23制動(dòng)力矩112-224Nm，質(zhì)量m=26.6kg10.12選擇聯(lián)軸器高速軸聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩，由[2]（6-26）式：式中——電動(dòng)額定轉(zhuǎn)矩；n——聯(lián)軸器的安全系數(shù)，運(yùn)行機(jī)構(gòu)n=1.35；——機(jī)構(gòu)剛性動(dòng)載系數(shù)，=1.2～2.0，取=1.5。由表5-1-9（起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)）查電動(dòng)機(jī)YZR200L-6兩端伸出軸各為圓d=60mm=140mm。由附表37查QJRS-335減速器高速軸端為圓柱形=38mm，=80mm。故表3-12-7選齒輪聯(lián)軸器，主動(dòng)端A型鍵槽=38mm，L=80mm；從動(dòng)端A型鍵槽=30mm，L=55mm。標(biāo)記為：GICL聯(lián)軸器ZBJ19013-89。其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩＞=595.04Nm，飛輪矩=0.03kg·，質(zhì)量=7.96kg高速軸端制動(dòng)輪：根據(jù)制動(dòng)器已選定為，由[1]附表16選制動(dòng)輪直徑=200mm，圓柱形軸孔d=38mm，L=80mm，標(biāo)記為：制動(dòng)輪200-Y38JB/ZQ4389-86，其飛輪矩=，質(zhì)量=10kg以上聯(lián)軸器與制動(dòng)輪飛輪矩之和：+=原估計(jì)基本相符，故以上計(jì)算不需修改。低速軸聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩，可由前節(jié)的計(jì)算轉(zhuǎn)矩求出由[1]附表37查得QJRS-335減速器低速軸端為圓柱形d=115mm，L=55mm，取浮動(dòng)軸裝聯(lián)軸器軸徑d=120mm，L=212mm，由表3-12-7選用兩個(gè)GICLZ鼓形齒式聯(lián)軸器。其主動(dòng)端：Y型軸孔A型鍵槽，=115mm。從動(dòng)端：Y型軸孔，A型鍵槽，=110m，L=165mm，標(biāo)記為GICLZ6聯(lián)軸器由前節(jié)已選定車(chē)輪直徑=600mm，由表3-8-11參考車(chē)輪組，取車(chē)輪軸安裝聯(lián)軸器處直徑d=130mm，L=160mm，同樣選用兩個(gè)GICLZ6鼓形齒式聯(lián)軸器。其主動(dòng)軸端：Y型軸孔，A型鍵槽=125m，L=212mm，從動(dòng)端：Y型軸孔，A型鍵槽=130mm，L=252mm，標(biāo)記為：GICLZ聯(lián)軸器ZBJ19014-8910.13驗(yàn)算低速浮動(dòng)軸強(qiáng)度（1）疲勞驗(yàn)算由[4]運(yùn)行機(jī)構(gòu)疲勞計(jì)算基本載荷前節(jié)已選定浮動(dòng)軸端直徑d=120mm，其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：浮動(dòng)軸的載荷變化為對(duì)稱(chēng)循環(huán)（因運(yùn)行機(jī)構(gòu)正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩值相同），材料仍選用45鋼，由起升機(jī)構(gòu)高速浮動(dòng)軸計(jì)算，得，許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：式中——與起升機(jī)構(gòu)浮動(dòng)軸計(jì)算相同＜通過(guò)。（2）強(qiáng)度驗(yàn)算由[4]運(yùn)行機(jī)構(gòu)工作最大載荷式中——考慮彈性振動(dòng)的力矩增大系數(shù)，對(duì)突然起動(dòng)的機(jī)構(gòu)，=1.5～1.7，此處取=1.6；——?jiǎng)傂詣?dòng)載系數(shù)，取=1.8。最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：＜故通過(guò)。浮動(dòng)軸直徑：（5～10）=125～130m取=130mm總結(jié)通過(guò)3個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，使我學(xué)到了許多非常重要的知識(shí)和技術(shù)。馬上就要結(jié)束了現(xiàn)對(duì)在3個(gè)月的學(xué)習(xí)進(jìn)行以下總結(jié)：首先，在前期的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中，溫習(xí)了以前所學(xué)的所有知識(shí)，并對(duì)其進(jìn)行了鞏固。在計(jì)算過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了一些疑難問(wèn)題和自己以前沒(méi)有注意的知識(shí)點(diǎn)和方法，通過(guò)老師的指導(dǎo)和講解，自己的復(fù)習(xí)對(duì)其進(jìn)行了理解和掌握。在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成了前期計(jì)算過(guò)程。其次，通過(guò)應(yīng)用CAD技術(shù)繪圖，使我掌握了CAD的使用方法，同時(shí)也從中學(xué)到了許多繪圖方法和技巧，特別是快捷鍵的應(yīng)用。使我在比較短的時(shí)間內(nèi)能夠完成所要畫(huà)的圖紙。在寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的過(guò)程中，掌握了word和公式編輯器的應(yīng)用。雖然在編寫(xiě)過(guò)程中遇到的難題，通過(guò)向自己的摸索和同學(xué)的幫助都的到了解決。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我查閱了大量的相關(guān)資料。掌握了許多新方法和新知識(shí)。使自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的到了大大補(bǔ)充。特別是一些自己平時(shí)所學(xué)課本上沒(méi)有介紹的知識(shí)。例如：翼緣板和腹板加勁肋的選用、計(jì)算和校核。同時(shí)還了解了目前的起重機(jī)的發(fā)展情況以及以后的發(fā)展，并掌握一些最新技術(shù)和設(shè)計(jì)理論。針對(duì)此次的設(shè)計(jì)，隨著對(duì)整機(jī)的不斷深入了解，也發(fā)現(xiàn)了設(shè)計(jì)存在的一些問(wèn)題。一方面，由于缺乏必要的生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí)，我們的設(shè)計(jì)還局限于一定的想象空間上，實(shí)際中不生產(chǎn)或加工比較困難。另一方面，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，缺乏對(duì)細(xì)節(jié)的考慮，只抓住了其中大的框架，后續(xù)的工作還有很多。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我感覺(jué)收獲頗多。在設(shè)計(jì)中培養(yǎng)了大家的團(tuán)隊(duì)合作精神，遇到問(wèn)題大家集體討論進(jìn)行解決，還有CAD技術(shù)的應(yīng)用，這些對(duì)于我們即將走向工作崗位的新人是一個(gè)很好的培訓(xùn)和鍛煉，同時(shí)也是平時(shí)所學(xué)的理論和實(shí)踐的一次結(jié)合。這次設(shè)計(jì)將對(duì)我們的以后工作和學(xué)習(xí)奠下重要的理論知識(shí)基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。參考文獻(xiàn)[1]太原科技大學(xué)徐格寧主編。機(jī)械工業(yè)出版社；[2]大連理工大學(xué)楊長(zhǎng)傅東明主編。起重機(jī)械。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992；[3]《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》編寫(xiě)組主編。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3811—83《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》。北京：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局出版社，1983；[4]張質(zhì)文等主編。起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)。北京：中國(guó)鐵道出版社，2001；[5]上海交通大學(xué)王殿臣，倪慶興主編。起重輸送圖冊(cè)，上冊(cè)起重機(jī)械。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992；[6]孫庚，陳作模。機(jī)械原理·6版·北京高等教育出版社，2001；[7]理論力學(xué)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室編；[8]堂增寶等主編。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（第二版）。華中科技大學(xué)出版社，1998；致謝通過(guò)三個(gè)月的時(shí)間，結(jié)合大學(xué)四年所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，同時(shí)查閱了大量起機(jī)專(zhuān)業(yè)的相關(guān)資料，以及起機(jī)教研室各位老師的幫助指導(dǎo)。使我對(duì)起重機(jī)械的設(shè)計(jì)有了新的認(rèn)識(shí)。特別是對(duì)起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)有了較深刻的了解。在近兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將完成之際，衷心的向幫助過(guò)我的老師同學(xué)們表示感謝。首先要感謝在此次設(shè)計(jì)中給與我全程細(xì)心指導(dǎo)的老師。由于本人學(xué)識(shí)水平和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的缺乏，在設(shè)計(jì)的開(kāi)始階段，遇到了很多棘手的問(wèn)題，在后來(lái)的設(shè)計(jì)繪圖過(guò)程中，又暴露很多實(shí)際的畫(huà)圖問(wèn)題，自己毫無(wú)經(jīng)驗(yàn)。秦老師的及時(shí)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(jì)。老師們淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、高度的責(zé)任感和對(duì)我們時(shí)時(shí)刻刻的關(guān)懷之心，都深深的感染著我。、感謝同組的同學(xué)對(duì)我的幫助。最后，向畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)審委員會(huì)的各位老師表示崇高敬意和衷心感謝。大車(chē)軸距腹板尺寸翼緣板尺寸主梁尺寸端梁尺寸1)固定載荷2)小車(chē)輪壓3)動(dòng)力效應(yīng)系數(shù)4)慣性載荷5)偏斜運(yùn)行側(cè)向力6)左側(cè)端梁總靜輪壓1)垂直載荷2)移動(dòng)載荷作用下主梁的內(nèi)力3)水平位置4)主梁跨端的切應(yīng)力5)主梁疲勞強(qiáng)度7)主梁穩(wěn)定性1）垂直載荷c3）強(qiáng)度4）疲勞強(qiáng)度5）穩(wěn)定性6）端梁拼接7）翼緣拼接8）腹板拼接9）端梁拼接強(qiáng)度第一章橋式起重機(jī)屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)表1-1設(shè)計(jì)參數(shù)起重機(jī)類(lèi)型通用工作級(jí)別A6軌道放置中軌橋架形式雙梁100/25t×28.5m起升機(jī)構(gòu)主起升副起升額定起重量（噸）10025起升高度(米)1614起升速度(米/分)10-1.2110.工作級(jí)別M6運(yùn)行結(jié)構(gòu)大車(chē)輪距（米）3.7m軌距（米）3.7m第二章1.1.橋架尺寸的確定1.1大車(chē)軸距=（）L=（）28.5=7.125~4.75m1.2腹板尺寸根據(jù)小車(chē)軌距和中軌箱型梁寬度以及大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)置，取=6m端梁全長(zhǎng)B=6.9m。1.1.2.主梁尺寸000翼緣板尺寸高度h=（）L=2036~1676mm取腹板高度=1900mm腹板厚度=10mm翼緣板厚度=26mm,1.3主梁尺寸主梁總高度=+2=1952mm主梁寬度b=(0.4~0.5)=780~976mm字腹板外側(cè)間距b=780mm>=475mm且>=650mm上下翼緣板相同為24mm600mm主梁端部變截面長(zhǎng)取d=L/8=3562mm.圖2-1雙梁橋架結(jié)構(gòu)1.4端梁尺寸高度取1000.考慮到大車(chē)的安裝，端梁內(nèi)寬總寬，翼緣板=10mm，腹板第三章主端梁截面積幾何性質(zhì)圖3-1主梁與端梁截面3.1主梁截面A=(80026+190010)2=79600mm2慣性矩==4.464591010mm4==6.7239109mm43.2端梁截面A==54320mm2=0.03616m2==9.8782109mm4==2.8594109mm4第四章載荷4,1固定載荷主梁自重載荷=kρAg9.81=1.2=7355.85N小車(chē)軌道重載荷=38.869.81=381.22N/m欄桿等重量載荷=g=1009.81=981N/m主梁的均布載荷=++=7355.85+381.22+981=8718.07N/m起升載荷為=g=4.2小車(chē)輪壓小車(chē)自重=(0.32~0.35）=314000~343000N吊鉤滑輪組估計(jì)自重載荷m=15t小車(chē)重力產(chǎn)生的靜輪壓和===65430.43N額定起升載荷產(chǎn)生的和P01==125810.8NP02==119189.1N=+=188481.07N=P02+=184629.53N小車(chē)輪壓=+=188481.07+184629.53=373110.6N空載輪壓==4.3動(dòng)力效應(yīng)系數(shù)1=1.12=1+0.7Vq=1+0.710/60=1.1167=1.+0.058=1.1+0.05885/60=1.22h=1mm,接頭高度差4.4慣性載荷大小車(chē)都有4個(gè)車(chē)輪，其中主動(dòng)輪占一半，可由車(chē)輪打滑條件確定大小車(chē)運(yùn)行的慣性力。一根主梁上的小車(chē)慣性力為==26650.76N大車(chē)運(yùn)行起制動(dòng)慣性力（一根主梁上）為==26650.76N==622.72N/m主梁跨端設(shè)備慣性力影響力小，忽略4.5偏斜運(yùn)行側(cè)向力一根主梁的重量力一根端梁?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的重量力==1.1=4601.41N一根端梁的重量力=B=4601.416.9=27148.33N一組大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的重量力（兩組對(duì)稱(chēng)配置）=g=5623/29.81=27552.7N司機(jī)室及重量力==13009.8=12740N4.6滿(mǎn)載小車(chē)在主梁跨中央左側(cè)端梁總靜輪壓按圖4-1計(jì)算圖4-1端梁總輪壓計(jì)算==（1127000+340000）+292927.15+27552.7+113714.76=1087497.85N由=28.5/6.8=5.6查得=0.1345側(cè)向力==1087497.850.1345=73134.20N4.7滿(mǎn)載小車(chē)在主梁左端極限位置左側(cè)端梁總靜輪壓==1642002.55N側(cè)向力==110424.67N估算大車(chē)輪壓P=40t由此選取大車(chē)車(chē)輪直徑為600mm,軌道為QU100。4.8扭轉(zhuǎn)載荷中軌梁扭轉(zhuǎn)載荷較小，且方向相反，忽略。在此不用計(jì)算。第五章主梁計(jì)算5.1內(nèi)力計(jì)算大車(chē)傳動(dòng)側(cè)的主梁。在固定載荷與移動(dòng)載荷作用下，主梁按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，如圖所示5-1圖5-1主梁計(jì)算模型固定載荷作用下主梁跨中的彎矩=（）=1.22()=1535286.39N跨端剪切力[]=1.22[8718.0728.5+27552.73+12740（1-）]=228570.16N滿(mǎn)載小車(chē)在跨中，跨中E點(diǎn)彎矩為=輪壓合力與左輪的距離為==1.85m則=2804040.71N.m跨中E點(diǎn)剪切力（1-）==233470.40N跨中內(nèi)扭矩為=02)滿(mǎn)載小車(chē)在跨端極限位置（z=）.小車(chē)左輪距梁端距離為=-=2-1.8=0.2mm端梁剪切力=（）=1.22（28.5-1.85-0.2）=415700.03N.m跨端內(nèi)扭矩為=（+）（1-）==137230.00N.m主梁跨中總彎距為=+=1535286.39+2804040.71=4339329,10N.m主梁跨端總剪切力==+=22857+415700.03=634270N1）水平慣性力載荷在水平載荷及作用下，橋架按剛架計(jì)算。K=4.6b=K=2.3a=(-K)=(6-2.5)=1.75水平剛架計(jì)算模型示表圖5-2圖5-2水平剛架計(jì)算模型小車(chē)在跨端。剛架的計(jì)算系數(shù)為=1+=1+0.052=1.052跨中水平彎矩===134602.22N.m跨中水平剪切力為=13325.38N跨中軸力為===-173181.51N小車(chē)在跨端?？缍怂郊羟辛?==25099.55N2)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）圖5-3側(cè)向力作用下剛架的分析這時(shí)，計(jì)算系數(shù)為=1+==1.011小車(chē)在跨中。側(cè)向力==1087497.850.1345=73134.20N超前力為==12906.31N端梁中點(diǎn)的軸力為=6453.15N端梁中點(diǎn)的水平剪切力為==73134.20（-）=11701.44N主梁跨中的水平彎距為==731334.201.75+11701,44=4595.81N主梁軸力為=61432.56N主梁跨中總的水平彎矩為==134602.22+4595.81=139198.03N.m小車(chē)在跨端。側(cè)向力為=110424.67N超前力為===19486.71N端梁中點(diǎn)的軸力為==9743.35N端梁中點(diǎn)的水平剪切力為=（）=110424.67（-）=17321.41N主梁跨端的水平彎矩為=a+b=110424.671.75+173212.3=233082.42N.m主梁跨端的水平剪切力為=-=9743.36N主梁跨端總的水平剪切力為==25099.55+9743.36=34824.91N小車(chē)在跨端時(shí)，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(jì)算5.2強(qiáng)度需要計(jì)算主梁跨中截面（如圖3-1所示）危險(xiǎn)點(diǎn)①、②、③的強(qiáng)度1)主腹板上邊緣①的應(yīng)力主腹板邊至軌頂距離為==164mm主腹板邊的局部壓應(yīng)力為==80.83MPa垂直彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為==131.18水平彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為==7.45慣性載荷與側(cè)應(yīng)力對(duì)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(jì)算。主梁上翼緣板的靜矩為==26800961=19988800主腹板上邊的切應(yīng)力為==14.56點(diǎn)①的折算應(yīng)力為=+=131.18+7.445=138.63MPa1==159.143MPa<=175MPa點(diǎn)②的折算應(yīng)力為2==148.02MP<=175MPa點(diǎn)③的應(yīng)力為3=1.15[]=126.92<=175MPa主梁跨端截面變小，有利于主端梁連接，取腹板高度為=800mm。故跨端只需計(jì)算切應(yīng)力。主腹板。承受垂直剪力及扭矩，故主腹板中點(diǎn)切應(yīng)力為=+主梁跨端封閉截面面積為=（b-8）(+)=770×1926=1483020mm2代入上式得=79.05MPa<=100MPa副腹板中兩切應(yīng)力反向，可不計(jì)算翼緣板。承受水平剪切力=49837N及扭矩=137230N.m=+=2.975=100主梁翼緣焊縫厚度取=10mm，采用自動(dòng)焊接，不需計(jì)算。5.3主梁疲勞強(qiáng)度橋架工作級(jí)別為A7,應(yīng)按載荷組合Ⅰ計(jì)算主梁跨中的最大彎矩截面（E）的疲勞強(qiáng)度。由于水平慣性載荷產(chǎn)生的應(yīng)力很小，為了計(jì)算簡(jiǎn)明而忽略慣性力。求截面E的最大彎矩和最小彎矩，滿(mǎn)載小車(chē)位于跨中(輪壓在E點(diǎn)上)則==4821856N.m空載小車(chē)位于右側(cè)跨端時(shí)（如圖5-4）圖5-4主梁跨中（E）最小彎矩的計(jì)算左端支反力為===7014.54N==1535286.39+1.227014.54[0.5（28.5-1.85）]=1672852.045.4驗(yàn)算主腹板受拉翼緣板焊縫④的疲勞強(qiáng)度===98.90MPa===33.27MPa圖5-5主梁截面疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算點(diǎn)應(yīng)力循環(huán)特性===0.3469〉0根據(jù)工作級(jí)別A6，應(yīng)力集中等級(jí)及材料Q235，查得MP，=370焊縫拉伸疲勞需用應(yīng)力為===213.3MPa=95.90MPa<（合格）驗(yàn)算橫隔板下端焊縫與主腹板連接處===90.71MPa===31.47===0.3469〉0顯然，相同工況下的應(yīng)力循環(huán)特性是一致的根據(jù)A6及Q235，橫隔板采用雙面連續(xù)貼角焊縫連接，板底與受拉翼緣間隙為50mm，應(yīng)力集中等級(jí)為K3，查得=71MPa拉伸疲勞需用應(yīng)力為===137.46MPa=90.71<（合格）由于切應(yīng)力很小，忽略不計(jì)5.5整體穩(wěn)定性主梁高寬比==2.53（穩(wěn)定）局部穩(wěn)定性翼緣板==23.08<，不需設(shè)置縱向加勁肋，不再計(jì)算。第六章端梁的計(jì)算6.1垂直載荷端梁按修改的鋼架尺寸計(jì)算，=6m,a=1.75m,b=2.3m,K’=2b=4.6m,B=6.9m,=0.45m,=0.19m,主梁軸線(xiàn)與主腹板中線(xiàn)距離=0m。主梁最大支承力=634270N因作用點(diǎn)的變動(dòng)引起的附加力矩為零=0端梁自重載荷為=4601.41N/m端梁在垂直載荷作用下按簡(jiǎn)支梁計(jì)算如圖6-1端梁支反力為=+=634270+=841823.05N圖6-1垂直載荷下端梁的計(jì)算截面1-1彎矩=--==520981.39N.m剪力=0截面2-2彎矩=a-=841823=477014.5N.m剪力=-=841823=508819.28N.m截面3-3彎矩=0剪力=-=841823-1.224601.41=511466.176N.m截面4-4（沿著豎直定位板表面）-=841823=96986.08N.m剪力=-=841823-0.5=511063.84N端梁的水平載荷有、、、，可按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，如圖6-2所示截面1-16.2垂直載荷因作用點(diǎn)移動(dòng)引起的附加水平力矩為==26650.760=0N.m彎矩=a=26650.761.75=31173.81N.m鋼架水平支反力===19994.25N.==17321.41N.圖6-2水平載荷下端梁的計(jì)算剪切力+=19994.25+17321.41=37315.66N軸力==34842.91N截面2-2在、、、水平力作用下，端梁的水平支反力為=++=19994.25+110424.67+26650.76=157069.68N水平剪切力==157069.68N彎矩為=a=157069.681.75=274871.96N.m截面3-3水平剪切力==157069.68N其他內(nèi)力小，不計(jì)算6.3強(qiáng)度截面1-1的應(yīng)力計(jì)算需待端梁拼接設(shè)計(jì)合格后方可進(jìn)行（按凈截面）截面2-2截面角點(diǎn)===87.65<=175腹板邊緣==（）=81.40<=175翼緣板對(duì)中軸的靜矩為=8600390=1569920mm3===15.07折算應(yīng)力為===87.8MPa<=175MP截面3-3及4-4端梁支承處兩個(gè)截面很近，只計(jì)算受力稍大的4-4端梁支承處為安裝大車(chē)輪角軸承箱座而切成缺口并焊上兩塊彎板（20mm185mm）,端部腹板兩邊都采用雙面貼角焊縫，取=8mm,支承處高度314mm，彎板兩個(gè)垂直面上都焊有車(chē)輪組定位墊板（16mm90mm340mm）,彎板參與端梁承載工作，支承處截面（3-3及4-4）如圖所示6-3圖6-3端梁支承處截面形心===199.6mm慣性矩為=3.4296108mm4中軸以上截面靜矩S=982197mm3上翼緣板靜矩=688512mm3下翼緣板靜矩=703976mm3截面4-4腹板中軸處的切應(yīng)力為===64.9MPa<=100因靜矩〉，可只計(jì)算靠彎板的腹板邊的折算應(yīng)力，該處正應(yīng)力為===37.3切應(yīng)力為===46.5折算應(yīng)力為===88.76<=175MP（合格）假設(shè)端梁支承水平剪切力只由上翼緣板承受，不計(jì)入腹板上翼緣板切應(yīng)力為===32.9<端梁支承處的翼緣焊縫截面計(jì)算厚度（20.78mm=11.2mm）比腹板厚度（8mm）大，故焊縫不需驗(yàn)算，截面4-4的水平彎矩小，忽略不計(jì)。6.4疲勞強(qiáng)度端梁疲勞強(qiáng)度計(jì)算只考慮垂直載荷的作用彎板翼緣焊縫驗(yàn)算截面4-4的彎板翼緣焊縫滿(mǎn)載小車(chē)在梁跨端時(shí)，端梁截面4-4的最大彎矩的剪切力為==96986.08N.m==511063.84N空載小車(chē)位于跨中不移動(dòng)時(shí)端梁的支反力為==98580.6N這時(shí)端梁截面4-4相應(yīng)的彎矩和剪切力為==98580.6=18363N.m==97432N彎板翼緣焊縫的應(yīng)力為==37.3==9.97===33.2MPa==8.9根據(jù)A6和Q235及彎板用雙面貼角焊縫連接，查的=48MPa，=370===0.2673〉0焊縫拉伸疲勞需用應(yīng)力為===89.57MPa===0.2686〉0按查的=133，取拉伸式===234.8===166==0.213<1.16.5穩(wěn)定性根據(jù)端梁拼接設(shè)計(jì)，連接螺栓的布置形式已經(jīng)確定，可只計(jì)算受力大的翼緣板拼接截面1-1的內(nèi)力為==639385.9N.m空載小車(chē)位于跨中不移動(dòng)，主梁跨端的支承力為===92569N這時(shí)的端梁支反力為=98580.6N端梁拼接截面1-1的彎矩為==98580.6=29555.8N.m翼緣板的平均應(yīng)力（按毛截面計(jì)算）為===114.8翼緣板傳遞的內(nèi)力為==114.88440=404096N端梁拼接處翼緣板