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本科毕业设计题目：16/3.2t×28.5m桥式起重机设计学院机械自动化学院专业机电一体化专业学号 ************学生姓名李后谱__指导教师蔡芸日期2011年9月_摘要本次毕业设计是针对毕业实习中桥式起重机所做的具体到吨位级别的设计。
随着我国制造业的发展，桥式起重机越来越多的应用到工业生产当中。
在工厂中搬运重物，机床上下件，装运工作吊装零部件，流水线上的定点工作等都要用到起重机。
起重机中种数量最多，在大小工厂之中均有应用的就是小吨位的起重机，小吨位的桥式起重机广泛的用于轻量工件的吊运，在我国机械工业中占有十分重要的地位。
但是，我国现在应用的各大起重机还是仿造国外落后技术制造出来的，而且已经在工厂内应用了多年，有些甚至还是七八十年代的产品，无论在质量上还是在功能上都满足不了日益增长的工业需求。
如何设计使其成本最低化，布置合理化，功能现代化是我们研究的课题。
本次设计就是对小吨位的桥式起重机进行设计，主要设计内容是16/3.2T桥式起重机的结构及运行机构，其中包括桥架结构的布置计算及校核，主梁结构的计算及校核，端梁结构的计算及校核，主端梁连接以及大车运行机构零部件的选择及校核。
关键词：起重机；大车运行机构；桥架；主端梁；小吨位AbstractThe graduation project is a bridge crane for the graduation field work done by the tonnage level specific to the design. As China's manufacturing industry, more and more applications crane to which industrial production. Carry a heavy load in the factory, machine parts up and down, the work of lifting parts of shipment, assembly line work should be fixed on the crane is used. The largest number of species of cranes, both in the size of the factory into the application is small tonnage cranes, bridge cranes small tonnage of lightweight parts for a wide range of lifting, in China's machinery industry plays a very important position. However, our current application, or copy large crane behind the technology produced abroad, and has been applied in the factory for many years, and some 70 to 80 years of products, both in quality or functionality are not growing to meet the industrial demand. How to design it the lowest cost, rationalize the layout, function modernization is the subject of our study. This design is for small tonnage bridge crane design, the main design elements are 16/3.2t crane structure and operation of institutions, including the bridge structure, calculation and checking the layout, the main beam structure calculation and checking , end beams calculation and checking, the main end beam connect and run the cart and checking body parts of choice.Key words：Crane；The moving mainframe；Bridge；Main beam and end beam；Small tonnage目录1 绪论 (1)1.1桥式起重机的介绍 (1)1.2桥式起重机设计的总体方案 (2)1.3主梁和桥架的设计 (2)1.4端梁的设计 (2)2 主起升机构的设计 (3)2.1确定起升机构传动方案，选择滑轮组和吊钩组 (3)2.2选择钢丝绳 (3)2.3确定滑轮主要尺寸 (4)2.4确定卷筒尺寸并验算强度 (4)2.5选电动机 (7)2.6验算电动机发热条件 (7)2.7选择减速器 (8)2.8验算起升速度和实际所需功率 (8)2.9校核减速器输出轴强度 (9)2.10选择制动器 (9)2.11选择联轴器 (10)2.12验算起动时间 (10)2.13验算制动时间 (11)2.14高速浮动轴计算 (11)3 小车运行机构 (14)3.1确定机构传动方案 (14)3.2选择车轮与轨道并验算其强度 (14)3.3运行阻力计算 (15)3.4选电动机 (16)3.5验算电动机发热条件 (17)3.6选择减速器 (17)3.7验算运行速度和实际所需功率 (17)3.8验算起动时间 (17)3.9按起动工况校核减速器功率 (18)3.10验算起动不打滑条件 (19)3.11选择制动器 (20)3.12选择高速轴联轴器及制动轮 (20)3.13选择低速轴联轴器 (21)3.14验算低速浮动轴强度 (21)4大车运行机构的设计 (23)4.1确定机构的传动方案 (23)4.2选择车轮与轨道，并验算其强度 (23)4.3选择车轮轨道并验算起强度 (24)4.4运行阻力计算 (25)4.5选择电动机 (26)4.6验算电动机发热条件 (26)4.7选择减速器 (27)4.8验算运行速度和实际所需功率 (27)4.9验算起动时间 (28)4.10起动工况下校核减速器功率 (29)4.11验算起动不打滑条件 (29)4.12选择制动器 (31)4.13选择联轴器 (31)4.14浮动轴的验算 (33)5桥架具体计算设计 (35)5.1主要尺寸的确定 (33)5.1.1 大车车距 (35)5.1.2 主梁高度 (35)5.1.3 端梁高度 (35)5.1.4 桥架端部梯形高度 (35)5.1.5 主梁腹板高度 (35)5.1.6 确定主梁截面尺寸 (35)5.1.7 加劲板的布置尺寸 (36)5.2主梁的计算 (37)5.2.1 计算载荷的确定 (37)5.2.2 主梁垂直最大弯矩 (38)5.2.3 主梁水平最大弯矩 (38)5.2.4 主梁的强度验算 (39)5.2.5主梁的垂直刚度验算 (40)5.2.6主梁的水平刚度验算 (41)5.3端梁的计算 (42)5.3.1计算载荷的确定 (42)5.3.2端梁垂直最大弯矩 (42)5.3.3端梁水平最大弯矩 (42)5.3.4端梁截面尺寸的确定 (43)5.3.5端梁的强度验算 (44)5.4主要焊缝的计算 (46)5.4.1端梁端部上翼缘焊缝 (46)5.4.2端梁端部下翼缘焊缝 (47)5.4.3主梁与端梁的连接焊缝 (47)5.4.4主梁上盖板焊缝 (47)结束语 (48)参考文献 (49)致谢 (50)1 绪论1.1 桥式起重机的介绍桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。
关于起重机的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解起重机的基本概念、分类及其在工程中的应用。
2. 学生能掌握起重机的基本结构、工作原理及主要性能参数。
3. 学生能了解起重机的安全操作规程及维护保养知识。
技能目标：1. 学生能运用所学知识分析起重机的适用场景，选择合适的起重机进行作业。
2. 学生能通过实际操作，掌握起重机的简单操作方法，提高动手实践能力。
3. 学生能运用起重机的相关知识，解决实际工程中的简单问题。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习起重机课程，培养对工程技术的兴趣，增强探索精神。
2. 学生在学习过程中，认识到起重机在国民经济中的重要作用，增强社会责任感。
3. 学生能树立安全意识，养成良好的操作习惯，提高职业素养。
课程性质：本课程为工程技术类课程，结合实际工程案例，培养学生对起重机的认识和应用能力。
学生特点：学生处于初中阶段，具有一定的物理知识基础，好奇心强，喜欢实践操作。
教学要求：结合学生特点，注重理论联系实际，提高学生的实践操作能力和解决问题的能力。
在教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动探究，培养学生的创新思维。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程的学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 起重机概述：介绍起重机的定义、分类、发展历程及应用领域，对应教材第一章。
- 起重机的分类及特点- 起重机在我国的发展现状及趋势2. 起重机的基本结构及工作原理：分析各种类型起重机的结构组成、工作原理及性能参数，对应教材第二章。
- 齿轮起重机、链条起重机、液压起重机的结构及工作原理- 起重机的主要性能参数及影响因素3. 起重机的安全操作与维护保养：讲解起重机安全操作规程、维护保养知识及故障排除，对应教材第三章。
- 起重机安全操作规程- 起重机的维护保养方法及故障排除4. 起重机在实际工程中的应用：结合实际案例，分析起重机在工程中的应用，对应教材第四章。
- 起重机在不同工程场景的选用- 起重机在实际工程中的应用案例5. 实践操作：组织学生进行起重机模拟操作，提高动手实践能力，对应教材第五章。
1概述1.1桥式起重机的发展概述我国起重机最早是通过学习和仿造前苏联的技术制造出来的，因此，我国起重机到现在还残留着前苏联起重机原型的影子。
受到我国国内条件以及传统冶金工艺的制约，国内起重机制造业在改革开放前几乎没有发展，还是50 年代前苏联的水平。
改革开放后，国内起重机生产厂家开始对起重机进行各种摸索和改进，来适应日益强大的生产需求，其中既有成功的例子，也有失败的教训。
20 世纪90 年代以来，以我国起重机龙头企业太原重型机械厂和大连起重机厂为首，一些厂家开始与国外同行接触，进行技术合作，把经过实践检验成熟可靠的技术应用于新的产品中，为我国铸造起重机行业揭开了新的篇章。
为了在国际起重机行业占有一席之地，我们还必须在引进吸收先进技术的同时，举一反三，积极探索铸造起重机的发展方向，以形成自己的特色和优势。
起重机是指能在一定范围内垂直起升和水平移动物品的机械，具有动作间歇性和作业循环性，多用于人力不能完成的任务。
桥式起重机：横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。
由于它的两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上，形状似桥，所以又称“天车”或者“行车”。
桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。
它是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。
所以桥式起重机在室内外工矿企业、钢铁化工、铁路交通、港口码头以及物流周转等部门和场所均得到广泛的运用。
1.2桥式起重机的发展方向概述随着工业的发展，桥式起重机日常趋向高速化大型化智能化方向发展。
高速化：大型桥式起重机主起升机构的起升速度已达12m／min，付起升速度15m／min，主副小车运行速度均在40m／min，大车运行80m／min以上。
大型化：由于石油、化工、冶炼造船以及电站等的工程规模越来越大，所以吊车起吊物品的重量也越大。
如海上采油平台的超大结构件重大3000T。
专业名称专业方向
级学生姓名指导教师
图2 Digital Crane数字式桥式吊车控制系统框图
吊车（下装吊摆）在电机的拖动下沿固定的直线导轨进行运动，相应地，产生了吊车的直线位移和吊摆的转角。
线速度、线位移由与皮带轮同轴安装的多圈电位计测得，角位移由安装在吊摆轴上的单圈电位计测得，这三个物理量通过A/D转换送入计算机，经过机内的实时控制程序运算产生控制指令，该指令经D/A变换送入小功率随动系统，经过功率放大再输出给电机，产生相应的控制作用，从而实现对吊车线位移和吊摆角位移的控制。
[4]元部件性能测试及数据处理
4.1 直流力矩电机特性测试
反势系数和力矩系数
通过测量电枢电压、电枢电流、及转速、即可求得。
为使测量准确，可测时的及值，求出
电机的转速用光电转速表测量。
求出后，利用反电势系数与力矩系数的关系，即可求得力矩系数
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图表1 机电常数测量
转动惯量计算
第一步测出电机的阻力矩
枢两端加上一定的控制电压，点击带动负载做等速运动，平衡后有电机的电磁力矩即
同时需要测出电机等速运行的角速度
，于是
式中的
的变化时间
实验中测得
制动曲线中 (
图表2 转动惯量测量电机调速特性
梯度2.4132
得到测速机的梯度为
图3 吊车受力分析
建模时不考虑吊车与导轨间的摩擦力、摆的阻力和摆杆的形变。
根据受力分析和所建立的坐标系可得
图4 吊车—电机框图
图5 静态放大倍数分配，所以：
（2）Q=[350,0,0,0；0,10,0,0；0,0,350,0；0,0,0,0]。
江苏师范大学连云港校区海洋港口学院课程设计报告书课程名称专业班级学号姓名指导教师年月日摘要桥式起重机运行大车中最主要的结构有：电动机，减速器，联轴器，等等。
桥式起重机的大车设有起升机构和小车运行机构，为使小车轮压呈均匀分布，应对大车的机构布置进行优化设计，以知大车轨迹和轴矩为例，以车轮轮压均匀分配为目标函数，按单钩起重大车的条件提出约束条件，对优化设计的结果进行分析如下：首先，电动机——起重机械的驱动电动机要根据所需功率、最大转矩、接电持续率、起动等级、控制类型、速度变化范围、供点方式、保护等级、环境温度与使用地区海拔高度等因素进行选择。
其次，减速器——起重机械设计时，根据理论指导和工作经验，对机构形式、中心距、公称传动比及齿轮参数的选择应遵守原则和注意事项。
再次，联轴器——起升机构装有联轴器，其电动机工况驱动力矩，起升过程，减速传动装置的载荷等，与电动机通过减速器直接驱动的起重运行机构有差别，本文根据在MH葫芦桥式起重机系列设计中的应用的经验，提出了把联轴器传动与起重机机构设计相结合的设计计算方法，其设计计算结果在该系列试验中得到证实。
关键词: 起重大车、机构布置、优化设计、电动机选择、减速器、设计原则、联轴器.目录第一章绪论 (1)1.1单梁桥式起重机的综合评述 (1)1.2发展趋势 (1)1.3 设计任务与设计要求 (3)第二章单梁桥式起重机的总体设计 (5)2.1 起重机总体机构的确定 (5)2.2 LD型电动单梁桥式起重机各部件的作用（位结构） (6)2.3 运行机构 (7)2.4 单梁桥式起重机的基本参数 (8)2.5 选择电动葫芦的规格型号 (8)2.6 主梁设计计算 (9)2.7 端梁设计计算 (18)2.8 起重机最大轮压 (20)2.9 最大歪斜侧向力 (24)2.10 端梁中央断面合成应力 (24)2.11 车轮轴对端梁腹板的挤压应力 (25)2.12 主、端梁连接计算 (26)第三章小车起升和运行机构的设计计算 (30)3.1 电动葫芦起升机构设计计算 (30)3.2 电动葫芦运行机构设计计算 (36)总结 (42)参考文献 (43)第一章绪论1.1单梁桥式起重机的综合评述1.1.1 单梁桥式起重机机构的特点主要优点是：结构简单、重量轻、对厂房的负荷小、建筑高度小、耗电少。
东北林业大学起重机械课程设计学院工程技术学院专业班级08级森工三班姓名XXX学号********指导老师孟春组号21000设计部分大车运行机构2011年7 月16 日起重机设计参数最大额定起重量Q (t)： 32 跨度L （m ）：28大车运行速度0v （m/s ）： 0.5 工作级别： M4JC%值： 40大车运行机构：采用分别传动的方案方案：采用4车轮、对面布置、分别驱动。
部件：电机、减速器、联轴器、车轮、轨道。
桥架自重G =0.45Q+0.82L=37.36t=373.6kN ，小车自重q=0.4Q=12.8t=128kN ，小车运行极限位置距轨道中心线距离l=2m 。
（1）车轮与轨道满载最大轮压：L lL q Q p -•++=24q -G max =269.4kN 空载最大轮压： L lL q p -•+=24q -G max ’=120.8kN 空载最小轮压：Llq •+=24q -G Pmin = =66kN使用双轮缘车轮，轮缘高为25mm —30mm 。
根据工作级别M4，G Q /=0.86，大车运行速度30m/min ，初选车轮踏面直径，车轮材料，轨道及其材料。
根据表3-8-12查得：车轮直径700mm ，轨道型号QU70，许用轮压30.7t ，车轮材料ZG310-570、HB320。
轴承型号为7524 车轮踏面疲劳验算：按照点接触验算 疲劳计算载荷：=+=32minmax P P P c 201.6kN=21322C C m R K 535.4kN式中。
-2K 与材料有关的许用点接触应力常数（N/mm 2）；根据表3-8-6选取，K 2=0.1；R —曲率半径，取车轮曲率半径与轨面曲率半径中之大值（mm ），R =700mm ；m —有轨道顶面与车轮的曲率半径之比（r/R ）所确定的系数，根据表3-8-9选取，m =0.468。
-1C 转速系数，根据表3-8-7选取，C 1=1； -2C 工作级别系数，根据表3-8-8选取， C 2=1.12。
桥式起重机课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解桥式起重机的结构组成及其工作原理；2. 学生能够掌握桥式起重机的分类、特点及在不同工业场合的应用；3. 学生能够了解桥式起重机在工业发展中的重要性及其在我国工业领域的地位。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析并解决桥式起重机在操作过程中可能遇到的问题；2. 学生能够通过实际操作或模拟操作，掌握桥式起重机的安全操作规程；3. 学生能够运用绘图工具，绘制桥式起重机的简单结构图。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习桥式起重机课程，培养对工业设备和机械设备的兴趣，激发学习热情；2. 学生在学习过程中，注重团队合作，培养安全意识，树立正确的生产安全观念；3. 学生能够认识到桥式起重机在国民经济中的重要作用，增强对我国工业发展的信心。
课程性质：本课程为工程技术类课程，以实践性、应用性为主，结合理论知识，培养学生的实际操作能力和问题解决能力。
学生特点：本课程针对初中年级学生，他们对新鲜事物充满好奇心，具备一定的动手能力，但理论知识相对薄弱。
教学要求：结合学生特点，课程设计要注重理论与实践相结合，强化实际操作，突出实用性。
同时，注重培养学生安全意识，提高学生在实际工作中的应变能力。
通过课程学习，使学生能够掌握桥式起重机的相关知识，为未来从事相关工作打下基础。
二、教学内容1. 桥式起重机基础知识：- 起重机的基本概念与分类；- 桥式起重机的结构组成及其功能；- 桥式起重机的工作原理。
2. 桥式起重机的应用与特点：- 桥式起重机在不同工业场合的应用；- 桥式起重机的性能特点；- 桥式起重机在我国工业领域的地位与发展趋势。
3. 桥式起重机操作与维护：- 桥式起重机的安全操作规程；- 桥式起重机的维护保养知识；- 桥式起重机常见故障与排除方法。
4. 实践操作与案例分析：- 桥式起重机模拟操作；- 桥式起重机操作中的安全注意事项；- 桥式起重机在实际应用中的案例分析。
第1章 主起升机构计算1.1 确定传动方案，选择滑轮组和吊钩组按照构造宜紧凑的原则,决定采用下图的传动方案。
如图1所示，采用了双联滑轮组.按Q=32t ，表8-2查取滑轮组倍率h i =4，因而承载绳分支数为 Z=2h i =8。
0G 吊具自重载荷。
得其自重为：G=2.0%⨯q P =0.02⨯320=6.4kN图1 主起升机构简图1.2 选择钢丝绳若滑轮组采用滚动轴承，h i =4,查表得滑轮组效率h h =0.97。
钢丝绳所受最大拉力kN i Q G S h4297.0424.63202hh0max =⨯⨯+=⨯+=按下式计算钢丝绳直径 d=c ⨯max S =0.096⨯42=19.7mmc: 选择系数，单位mm/N ，用钢丝绳b σ=1850N/mm ²，据M5及b σ查表得c 值为0.096。
选不松散瓦林吞型钢丝绳直径d=20mm ， 其标记为6W(19)-20-185-I-光-右顺(GB1102-74)。
1.3 确定卷筒尺寸,转速及滑轮直径卷筒和滑轮的最小卷绕直径0D ： m i n 0D ≥h ⨯d式中h 表示与机构工作级别和钢丝绳结构的有关系数； 查表得：筒1h =18;滑轮2h =20；筒最小卷绕直径min 0D =1h ⨯d=18⨯20=360； 轮最小卷绕直径min 0D =2h ⨯d=20⨯20=400。
考虑起升机构布置卷筒总长度不宜太长，轮直径和卷筒直径一致取D=650㎜。
卷筒长度303210]3)[(2)(2l t t t n D Hml l l L L ++++=+++=π=1946.8mm 。
式中0L ：筒上有绳槽长度，tn D HmL )(00+=π，中安全圈n=2，起升高度H=16m ，槽节矩t=23mm ，绕直径0D =670mm ；1l ：定绳尾所需长度,取1l =3⨯23=69mm ； 2l ：筒两端空余长度,取2l =t=23mm ；3l ：筒中间无槽长度,根据滑轮组中心间距=150，3l =1761mm 。
1 起升机构方案的选择起升机构一般由驱动装置(包括电动机、联轴器、制动器、减速器、卷筒等)、钢丝绳卷绕装置(包括钢丝绳、卷筒、定滑轮和动滑轮)、取物装置和安全保护装置组成。
电动机驱动是起升机构的主要驱动方式。
当起重量在50t以下时，常见的桥式起重机的起升机构布置方式如图1所示；1-电动机；2-联轴器；3-传动轴；4-制动器；5-减速器；6-卷筒；7-轴承座；8-平滑滑轮；9-钢丝绳；10-滑轮组；11-吊钩图1起升机构配置方案当起重量在20-30t时，常见的起升机构钢丝绳卷绕如图2所示。
采用双联滑轮组，滑轮组倍率m=4。
图2 钢丝绳卷绕示意图2 起升机构设计计算2.1 钢丝绳、滑轮和卷筒直径的确定 2.1.1 钢丝绳的计算与确定采用双联滑轮组，按t Q 20=，查取滑轮组倍率m =4； 钢丝绳所受最大拉力（载荷）：N Z P S Q 2602098.08204000max =⨯==滑η（式1） 式中 Q P ——最大载荷，()()N g Q Q P G Q 2040001040020000=⨯+=+=其中 kg Q Q G 40002.0==；Z ——悬挂吊重的钢丝绳分支数，8422=⨯==m Z ； 滑η——滑轮组效率，滑η=0.98； 所选钢丝绳的直径应满足：max S C d ≥ （式2） 260201.0=mm 1.16=式中 d ——钢丝绳直径；m ax S ——钢丝绳最大静工作拉力；C ——选择系数，根据《起重机械》表2-4，()N mm C /1.0=； 取钢丝绳直径mm d 18=，捻向：交互捻；选择钢丝绳型号为： 178167019618ZS S NAT +⨯ 119 19968918/-T GB2.1.2 滑轮和卷筒直径的确定按钢丝绳中心来计算滑轮与卷筒的最小直径：hd D =min ； （式3） 式中 min D ——按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒的最小直径；d ——钢丝绳直径；h ——与机构工作级别和钢丝绳结构有关的系数，根据《机械设计手册》表8.1-61，对滑轮1h =20，对卷筒2h =18；根据(式1-3)，得滑轮 mm d h D 36018202min =⨯==；取动滑轮直径(滑轮槽底直径)mm D 450=，平衡滑轮()D D 8.0~6.0=平。
起重机课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解起重机的定义、分类及其在工程中的应用。
2. 学生能够掌握起重机的基本工作原理，包括力学原理和能量转换。
3. 学生能够描述起重机的主要组成部分及其功能。
技能目标：1. 学生能够通过观察和分析，识别不同类型的起重机，并解释其特点。
2. 学生能够运用比例和计算，估算起重机在不同工况下的承载能力。
3. 学生能够设计简单的起重机模型，展示其工作原理。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对工程技术和机械设备的兴趣，激发他们探索科学的热情。
2. 增强学生的团队合作意识，通过小组合作活动，理解协作的重要性。
3. 培养学生的安全意识，认识到在操作起重机等重型机械时严格遵守操作规程的重要性。
分析：本课程针对的是五年级学生，他们已经具备了一定的物理知识和动手能力。
课程性质是科学综合实践课，旨在通过起重机这一实际工程设备，结合课本中力学和能量的相关知识点，使学生在实践中学习科学。
学生好奇心强，喜欢动手操作，因此课程设计需注重实践性与互动性。
教学要求强调知识与能力的结合，注重培养学生的实际操作能力和创新思维。
二、教学内容1. 起重机的概念与分类- 介绍起重机的定义、作用及常见分类。
- 关联课本章节：力学在工程中的应用。
2. 起重机的工作原理- 深入解析起重机如何运用力学原理进行物体的起吊和移动。
- 关联课本章节：简单机械原理、能量转换。
3. 起重机的结构与功能- 讲解起重机的主要组成部分，如钢丝绳、滑轮组、动力装置等。
- 关联课本章节：机械结构与功能。
4. 起重机在实际工程中的应用- 分析不同类型的起重机在各类工程中的应用案例。
- 关联课本章节：工程应用实例。
5. 起重机的安全操作与维护- 强调起重机操作的安全规程，介绍基本的维护知识。
- 关联课本章节：设备安全与维护。
教学大纲：第一课时：起重机的概念与分类，引入课题，激发学生兴趣。
第二课时：起重机的工作原理，结合课本知识，深入讲解。
桥式起重机课程设计一. 起重机设计的总体方案本次起重机设计的主要参数如下：起重量10 t，跨度15 m，起升高度为7 m，起升速度7 m/min小车运行速度v = 40 m/min，大车运行速度v = 85 m/min，大车运行传动方式为分别传动：桥架主梁型式，箱型梁，小车估计重量4t，起重机的重量16.8 t。
1.起重机的介绍2.主梁跨度15 m，是由上、下盖板和两块垂直的腹板组成封闭箱形截面实体板梁连接，主梁横截面腹板的厚度为6mm，翼缘板的厚度为10mm，主梁上的走台的宽度取决于端梁的长度和达成运行机构的平面尺寸，主梁跨度中部高度取H=L/17，主梁和端梁采用搭接形式，主梁和端梁连接处的高取H0=0.4-0.6H，腹板的稳定性有横向加劲板和纵向加劲条或者角钢来维持，纵向加劲条的焊接采用连续点焊，主梁翼缘板和腹板的焊接采用贴角焊缝，主梁通常会产生下挠变形，但加工和装配时采用预制上拱。
大车的设计一．设计的基本原则和要求大车运行机构的设计通常和桥架的设计一起考虑，两者的设计工作要交叉进行，一般的设计步骤：1. 确定桥架结构的形式和大车运行机构的传方式2. 布置桥架的结构尺寸3. 安排大车运行机构的具体位置和尺寸4. 综合考虑二者的关系和完成部分的设计对大车运行机构设计的基本要求是：1. 机构要紧凑，重量要轻2. 和桥架配合要合适，这样桥架设计容易，机构好布置3. 尽量减轻主梁的扭转载荷，不影响桥架刚度4. 维修检修方便，机构布置合理二．大车运行机构具体布置大车运行机构的零部件时应该注意以几点：1. 因为大车运行机构要安装在起重机桥架上，桥架的运行速度很高，而且受载之后向下挠曲，机构零部件在桥架上的安装可能不十分准确，所以如果单从保持机构的运动性能和补偿安装的不准确性着眼，凡是靠近电动机、减速器和车轮的轴，最好都用浮动轴。
2. 为了减少主梁的扭转载荷，应该使机构零件尽量靠近主梁而远离走台栏杆；尽量靠近端梁，使端梁能直接支撑一部分零部件的重量。
3. 对于分别传动的大车运行机构应该参考现有的资料，在浮动轴有足够的长度的条件下，使安装运行机构的平台减小，占用桥架的一个节间到两个节间的长度，总之考虑到桥架的设计和制造方便。
4. 制动器要安装在靠近电动机，使浮动轴可以在运行机构制动时发挥吸收冲击动能的作用。
小车的设计：小车主要有起升结构、运行结构和小车架组成。
起升机构采用闭式传动方案，电动机轴与二级圆柱齿轮减速器的高轴速轴之间采用两个半齿联轴器和一中间浮动轴联系起来，减速器的低速轴鱼卷筒之间采用圆柱齿轮传动。
运行机构采用全部为闭式齿轮传动，小车的四个车轮固定在小车架的四周，车轮采用带有角形轴承箱的成组部件，电动机装在小车架的台面上，由于电动机轴好和车轮轴不在同一平面上，所以运行机构采用立式三级圆柱齿轮减速器，在减速器的输入轴与电动机轴之间以及减速器的两个输出轴与车轮之间均采用带浮动的半齿联轴器的连接方式。
小车架的设计，采用粗略的计算方法，靠现有资料和经验来进行，采用钢板冲压成型的型钢来代替原来的焊接横梁。
1．特征一）起升和运行机构由独立的部件构成端梁的设计：端梁部分在起重机中有着重要的作用，它是承载平移运部分运输的关键部件。
端梁部分是有仇车轮组合端梁架组成，端梁部分主要有上盖板，腹板和下盖板组成端梁是由两段通过连接板和角钢用高强螺栓连接而成。
在端梁的内部设有加强筋，以保证端梁架受载后的稳定性。
梁端的主要尺寸是依据主梁的跨度，大车的轮距和小车的轨距来确定的；大车的运行采用分别传动的方案。
在装配起重机的时候，先将梁端的一段与其中的一根主梁连接在一起，然后再将梁端的两段接连起来。
2.总体结构示意图二．机构计算（关键件）一）确定起升机构的传动方案<如图一>，选择大车。
图一大车运行结构图1-电动机 2-制动器 3-高速浮动轴 4-联轴器 5-减速器 6-联轴器7-低俗浮动轴 8-联轴器 9-车轮二） 基本分两类分别传动和集中传动，桥式起重机常用的跨度（10.5-32M ）范围均可用分别传动的方案本设计采用分别传动的方案。
三） 车轮与轨道的选择，强度的验算按照如图所示的重量分布，计算大车的最大轮压和最小轮压： 满载时的最大轮压： P max =L eL Q -∙++2Gxc 4Gxc -G = 155.115240100440-168-∙++ =95KN 空载时最大轮压：P ‘max =L eL -∙+2Gxc 4Gxc -G =155.115240440-168-⨯+ =50KN. 空载时最小轮压：P ‘min =L e ∙+2Gxc 4Gxc -G =155.1240440-168⨯+ =34KN式中的e 为主钩中心线离端梁的中心线的最小距离e=1.5m 载荷率：Q/G=100/168=0.595由计算选择车轮：当运行速度为V dc =60-85m/min ，Q/G=0.595时工作类型为中级时，车轮直径D c =500mm ，轨道为P 38的许用轮压为150KN 。
1）.疲劳强度的计算 疲劳强度计算时的等效载荷：Q d =Φ2·Q=0.6*100000=60000N 式中Φ2—等效系数，查的Φ2=0.6 车论的计算轮压： P j = K CI · r ·P d=1.05×0.89×77000 =71957N式中：P d —车轮的等效轮压P d =L L Qd 5.12Gxc 4Gxc -G -∙++ =155.11524060440-168-⨯++ =77000Nr —载荷变化系数，当Q d /G=0.357时，r=0.89K c1—冲击系数，第一种载荷当运行速度为V=1.5m/s 时，K c1=1.05 根据点接触情况计算疲劳接触应力：j =40003212⎪⎭⎫ ⎝⎛+r Dc Pj =40003230150271957⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=14563Kg/cm 2j=145630N/cm 2式中r-轨顶弧形半径，由查得r=300mm ，对于车轮材料ZG55II ，当HB>320时，[jd] =160000-200000N/cm 2，因此满足疲劳强度计算。
2）.强度校核 最大轮压的计算： P jmax =K cII ·P max =1.1×95600 =105160N式中K cII -冲击系数，载荷K cII =1.1 按点接触情况进行强度校核的接触应力：σjmax =3212max ⎪⎭⎫⎝⎛+r Dc Pj=32301502105160⎪⎭⎫ ⎝⎛+=15353Kg/cm 2σjmax=153530N/cm 2车轮采用ZG55II ，查得，HB>320时， [σj ]=240000-300000N/cm 2，σjmax< [σj ]故强度足够。
运行阻力计算摩擦总阻力距Mm=β（Q+G ）（K+μ*d/2）由 D c =500mm 车轮的轴承型号为：22220K ， 轴承内径和外径的平均值为：（100+180）/2=140mm由查得：滚动摩擦系数K=0.0006m ，轴承摩擦系数μ=0.02，附加阻力系数β=1.5，代入上式中：当满载时的运行阻力矩： M m （Q=Q ）= M m(Q=Q)=(Q+G)(+2d) =1.5（100000+168000）×（0.0006+0.02×0.14/2）=804N ·m 运行摩擦阻力： P m （Q=Q ）=2)(Dc Q Q Mm ==25.0804=3216N 空载时：M m （Q=0）=β×G ×（K+μd/2）=1.5×168000×（0.0006+0.02×0.14/2） =504NP m （Q=0）= M m （Q=0）/（Dc/2） =504×2/0.5 =2016N 四）电动机的选择电动机静功率：N j =P j ·V dc /（60·m · η）=3216×85/60/0.95/2=2.40KW 式中P j =P m （Q=Q ）—满载运行时的静阻力 (P m （Q=0）=2016N)m=2驱动电动机的台数 初选电动机功率： N=K d *N j =1.3*2.40=3.12KW式中K d -电动机功率增大系数，由查得K d =1.3查表选用电动机YR160M-8；Ne=4KW ，n 1=705rm ，（GD 2）=0.567kgm 2，电动机的重量G d =160kg1.验算电动机的发热功率条件等效功率：X N =K 25·r ·j N=0.75×1.3×2.40=2.34KW式中K 25—工作类型系数，由表查得当JC%=25时，K 25=0.75 r —按照起重机工作场所得t q /t g =0.25，估得r=1.3 由此可知：X N <N e ,故初选电动机发热条件通过。
选择电动机：YR160M-8 2.减速器的选择车轮的转数： n c =V dc /（π·D c ） =85/3.14/0.5=54.1rpm 机构传动比：i 。
=n 1/n c =705/54.1=13.0查表，选用两台ZLZ-160-12.5-IV 减速器i 。
‘=12.5；[N]=9.1KW ，当输入转速为750rpm ，可见N j <[N]中级。
(电动机发热条件通过,减速器：ZLZ-160-12.5-IV )3.验算起动时间起动时间：T p =)(3751Mj Mq m n -⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡∙++η2/02/2)()(i D G Q GD mc C式中n 1=705rpmm=2驱动电动机台数M q =1.5×975×N/n 1=1.5×975×4/705=82.9N ·m满载时运行静阻力矩： M j （Q=Q ）=η/0)(i M Q Q m ==95.05.12804⨯=67.7N ·m空载运行时静阻力矩： M j （Q=0）=η/0)0(i M Q m ==95.05.12504⨯=42.4N ·m初步估算高速轴上联轴器的飞轮矩： (GD 2)ZL +(GD 2)L =0.78 N ·m 机构总飞轮矩:(GD 2)1=(GD 2)ZL +(GD 2)L +(GD 2)d =5.67+0.78=6.45 N ·m 满载起动时间:t )(Q Q q ==)(3751Mj Mq m n -∙⎥⎦⎤⎢⎣⎡∙++η2/02/2)()(i D G Q GD mc C =)7.679.822(375705-⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯⨯++⨯⨯95.05.125.1225.0)168000100000(45.615.12 =8.91s空载启动时间:t )0(=Q q =)(3751Mj Mq m n -∙⎥⎦⎤⎢⎣⎡∙++η2/02/2)()(i D G Q GD mc C = )7.679.822(375705-⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯⨯+⨯⨯95.05.125.1225.016800045.615.12 =5.7s起动时间在允许范围内。
