5-50-10吨吊钩桥式起重机小车架设计 机械设计制造及自动化专业毕业设计 毕业论文

5-50/10吨吊钩桥式起重机计算书一、小车部分3小车架计算编号：GJS1.3设 计 计 算 说 明 书第 1 页技 术 组共81页目 录一、为了简化计算作如下的假定及许用应力值的确定2二、5吨小车架计算3-13三、10吨小车架计算14-24四、15/3吨小车架计算25-43五、20/5吨小车架计算44-62六、30/5吨小车架计算63-81设 计 计 算 说 明 书第 2 页技 术 组共81页小车架计算：一、为了简化计算作如下的假定及许用应力值的确定：1、小车自重中，除掉主要集中载荷外，其余的重量认为均匀分布在两个纵梁上。2、许用应力值的确定：由于车架受力复杂，且要求刚性大，因此许用应力应取得较低些。纵梁（垂直于卷筒轴的梁）采用=900kg/cm2横梁（平行于卷筒轴的梁）采用=800kg/cm2剪切应力采用=700 kg/cm23、因许用应力取的较底当梁处于偏心载荷作用时，认为载荷是作用在梁的中心线上，因此可忽略扭转力矩（但5吨小车架没有忽略），并将横梁与纵梁连接起来的焊缝近似的按纯剪切进行计算。4、5吨小车架按三个轮子受力即三个着力点来进行计算。（但如按制造技术条件，最好是假定2个主动轮着地，本计算中未核算此情形）。设 计 计 算 说 明 书第 3 页技 术 组共81页一、5吨小车架计算5吨小车架平面布置草图设 计 计 算 说 明 书第 4 页技 术 组共81页符号：Gd电动机重量 D卷筒直径GjZQ500减速机重量 d钢丝绳直径Gg吊钩重量 n腹板数目Gs卷筒重量 腹板厚度Gw固定滑轮重量 n1上翼缘焊缝数目S钢丝绳最大拉力 n2下翼缘焊缝数目动力系数 n3梁与梁连接处焊G小车自重 缝数目Gq分布在两个纵梁上的重量 Lh焊缝长度R支点反力 hw焊缝高度P为各梁上的作用力 Z重心W断面系数J惯性矩M弯弯曲力矩M扭扭转力矩S静力矩弯曲应力剪切应力合弯曲及扭转合成应力许用弯曲应力许用剪切应力设 计 计 算 说 明 书第 5 页技 术 组共81页计算示意图设 计 计 算 说 明 书第 6 页技 术 组共81页已知数据：Gd=365kgGj=345kgGg=98kgGs=327kgGw=14kgS=1275kg=1.3 G=2560kgGg=GGjGgGsGw=25603459832714=1776kg计算：ZQ500减速机重量及卷筒重量一半及S值的力固定滑轮的重量及2S值的力：P3=Gw+2s=14+21.31275=14+3315=3329kg从卷筒上传递的钢丝绳拉力对小车架所引起的弯曲力矩：设 计 计 算 说 明 书第 7 页技 术 组共81页卷筒重量一半及S值的力：求支点反力（按整个受力状态求出）设 计 计 算 说 明 书第 8 页技 术 组共81页求弯曲力矩和扭转力矩。对第七页图的断面：对梁的扭矩：设 计 计 算 说 明 书第 9 页技 术 组共81页注：1、弯曲、扭转图为了构图方便和清楚是用分层法画出。从上图可以看出在小一架内的载荷最大位置在梁和梁连接处。2、图中弯矩和扭矩数值的大小是从0点算起。设 计 计 算 说 明 书第 10 页技 术 组共81页梁（减速机梁）总断面对-轴的静力矩：总的断面积：总断面重心到-轴距离：总断面对x-x轴的惯性矩断面系数：对于下部边缘：对于上部边缘：在下部边缘处（拉应力）：在上部边缘处（压应力）设 计 计 算 说 明 书第 11 页技 术 组共81页端部的最大切应力及弯曲应力：总断面对-轴的静力矩总的断面：总断面重心到-轴距离：总断面对 x-x轴的惯性矩： 断面系数断面系数：对于下部边缘：对于上部边缘：在下部边缘处（拉应力）：在上部边缘处（压应力）x-x轴以上的断面对x-x轴静力矩：设 计 计 算 说 明 书第 12 页技 术 组共81页支承断面翼缘焊缝的应力：上盖板的断面对x-x轴的静力矩：下盖板的断面对x-x轴的静力矩：梁（中间梁）总断面对-轴静力矩：总的断面积：总断面重心到-轴的距离设 计 计 算 说 明 书第 13 页技 术 组共81页总断面对x-x轴的惯性矩：断面系数：对于下部边缘：对于上部边缘：在下部边缘处（拉应力）：在上部边缘处（压应力）扭转断系数（为了简化计算假定没有中间板）由扭转而引起的应力：弯曲及扭转应力的合成 连接处焊缝的计算设 计 计 算 说 明 书第 14 页技 术 组共81页三、10吨小车架计算10吨小车架平面布置草图设 计 计 算 说 明 书第 15 页技 术 组共81页符 号GW固定滑轮重量 Gg10吨吊钩重量S钢丝绳子最大拉力 Gq分布在两个纵梁上的重量GjZQ500减速机重量 n腹板的数目Gs卷筒的重量 腹板的数目Gd卷扬电动机重量 n1上翼缘焊缝的数目G小车总重 n2下翼缘焊缝的数目R支点反力 n3梁与梁连接处焊缝的数目P各梁上的作用力q均布荷重动力系数W断面系数J惯性矩Z重 心M弯曲力矩S静力矩弯曲应力剪应力许用弯曲应力许用剪应力ln焊缝长度hw焊缝高度设 计 计 算 说 明 书第 16 页技 术 组共81页已知数据Gw=90kgS=1780kgGj=345kgGs=439kgGd=510kgGg=219kgG=4034kgGg=GGwGjGsGdGg=403490-345-439-510-219=2431kg=1.3计算：固定滑轮重量的一半及2S值的力：ZQ500减速机重量和卷筒重量一半及S值的力：卷筒重量一半及S值的力：设 计 计 算 说 明 书第 17 页技 术 组共81页梁的受力及弯曲力矩图的计算：1、梁（见平面布置草图）断面相对-轴的静力矩： 断面的面积：断面重心到-轴的距离：断面对x-x轴的惯性矩：设 计 计 算 说 明 书第 18 页技 术 组共81页断面对x-x轴的断面系数对于下部边缘：对于上部边缘：在下部边缘处（拉应力）：在上部边缘处（压应力）梁和梁连接处焊缝的计算：2、梁(见平面布置草图)总断面相对-轴的静力矩：断面的面积：设 计 计 算 说 明 书第 19 页技 术 组共81页断面重心到-轴的距离：断面对x-x轴的惯性矩：断面对x-x轴的断面系数对于下部边缘：对于上部边缘：在下部边缘处（拉应力）：在上部边缘处（压应力）梁和梁连接处焊缝的计算：3、(见平面布置草图)断面对x-x轴的惯性矩：设 计 计 算 说 明 书第 20 页技 术 组共81页断面相对x-x轴的断面系数：梁和梁连接处焊缝的计算：4、(见平面布置草图)设 计 计 算 说 明 书第 21 页技 术 组共81页设 计 计 算 说 明 书第 22 页技 术 组共81页断面相对-轴的静力矩： 断面的面积：断面重心到-轴的距离：断面对轴的惯性矩：断面对x-x轴的断面系数对于下部边缘：对于上部边缘：在下部边缘处（拉应力）：在上部边缘处（压应力）设 计 计 算 说 明 书第 23 页技 术 组共81页车轮支承处的计算：断面相对-轴的静力矩：断面的面积：断面重心到-轴的距离：断面对轴的惯性矩：断面对x-x轴的断面系数对于下部边缘：对于上部边缘：在下部边缘处（拉应力）：在上部边缘处（压应力）支承处剪应力：设 计 计 算 说 明 书第 24 页技 术 组共81页支承断面剪切应力的计算：x-x以上部分断面对x-x轴的静力矩支承断面的剪切应力：支承断面翼缘焊缝的应力：上盖板的断面对x-x轴的静力矩下盖板的断面对x-x轴的静力矩设 计 计 算 说 明 书第 25 页技 术 组共81页四、15/3吨小车架计算15/3吨小车架平面布置草图设 计 计 算 说 明 书第 26 页技 术 组共81页符号Gg1主吊钩重量 ln焊缝长度GW1主固定滑轮重量 hw焊缝高度S1主卷钢丝绳最大拉力 n腹板的数目Gj1ZQ650减速机重量 腹板的数目GS1主卷筒重量 n1上翼缘焊缝的数目Gd1主电动机重量 n2下翼缘焊缝的数目Gg2付吊钩重量 n3梁与梁连接处焊缝Gj2ZQ500减速机重量 的数目GS2付卷筒重量Gj3ZSC400减速机重量动力系数G小车重量Gq分布在两个纵梁上的重量R支点反力P为各梁上作用力W断面系数F断面积J惯性矩Z重 心M弯曲力矩S静力矩弯曲应力剪应力许用弯曲应力许用剪应力设 计 计 算 说 明 书第 27 页技 术 组共81页已知数据Gg1=323kg Gsz=439kgGw1=127kg =1.3S1=2660kg Gj3=166kgGj1=878kg G1=8010kgGs1=779kg =900kg/cm2纵梁采用Gd1=1100kg =800kg/cm2横梁采用Gg2=61kg =800kg/cm2剪切应力采用Gj2=345kg计算：固定滑轮重量的一半及2S1值的力：ZQ500减速机重量和卷筒重量一半及S值的力：卷筒重量一半及S值的力：付卷筒重量一半及吊钩重量一半ZQ500减速机重量和付卷筒重量一半及吊钩重量一半设 计 计 算 说 明 书第 28 页技 术 组共81页梁的受力及弯曲力矩图的计算：1梁（平面布置草图）总断面相对a-a轴的静力矩总的断面积设 计 计 算 说 明 书第 29 页技 术 组共81页总断面重心到a-a轴的距离总断面积对x-x轴的惯性矩：总断面对于xx轴的断面系数：对于下部边缘：对于上部边缘：在下部边缘处（拉应力）在上部边缘处（拉应力）梁与和梁连接处焊缝的计算：连接焊缝的剪应力：设 计 计 算 说 明 书第 30 页技 术 组共81页2梁（见平面布置草图）总断面相对a-a轴的静力矩：总的断面积：设 计 计 算 说 明 书第 31 页技 术 组共81页总断面重心到a-a轴的距离：总断面对x-x的惯性矩：总断面对于x-x轴的断面系数：对于下部边缘：对于上部边缘：在下部边缘处（拉应力）在上部边缘处（压应力）梁与和梁连接处焊缝的计算：连接焊缝的剪应力：设 计 计 算 说 明 书第 32 页技 术 组共81页3梁（见平面布置草图）：设 计 计 算 说 明 书第 33 页技 术 组共81页总断面对x-x轴的惯性矩：总断面对于x-x轴的断面系数：、梁和梁连接处焊缝的计算：连接焊缝的剪切应力设 计 计 算 说 明 书第 34 页技 术 组共81页4梁（见平面布置草图）设 计 计 算 说 明 书第 35页技 术 组共81页设 计 计 算 说 明 书第 36 页技 术 组共81页总断面相对a-a轴的静力矩：总断面重心到a-a轴的距离：总断面对x-x轴的惯性矩：设 计 计 算 说 明 书第 37页技 术 组共81页总断面对于x-x轴的断面系数对于下部边缘：对于上部边缘：在下部边缘处（拉应力）在下部边缘处（压应力）车轮支承处的计算：总断面相对a-a轴的静力矩：总的断面积总断面重心到a-a轴的距离总断面对x-x轴的惯性矩设 计 计 算 说 明 书第 38 页技 术 组共81页总断面对于x-x的断面系数对于下部边缘 对于上部边缘 支承断面承受的弯曲力矩在下部边缘处（拉应力） 在上部边缘处（压应力） 支承断面剪应力的计算：x-x轴以上部分断面对x-x轴的静力矩对承断面的剪应力：支承断面翼缘焊缝的应力：上盖板的断面对x-x轴的静力矩下盖板的断面对x-x轴的静力矩：S2=2（91.2）6.3=136cm3设 计 计 算 说 明 书第 39 页技 术 组共81页5梁（见平面布置草图）设 计 计 算 说 明 书第 40 页技 术 组共81页设 计 计 算 说 明 书第 41 页技 术 组共81页总断面相对a-a轴的静力矩总的断面积总断面重心到a-a轴的距离总断面对x-x轴的惯性距：设 计 计 算 说 明 书第 42 页技 术 组共81页总断面对于x-x轴的断面系数对于下部边缘 对于上部边缘 在下部边缘处（拉应力）在上部边缘处（压应力）车轮支承处的计算：总断面相对a-a轴的静力矩总的断面积总断面重心到a-a轴的距离总断面对x-x轴的惯性矩设 计 计 算 说 明 书第 43 页技 术 组共81页总断面对于x-x轴的断面系数对于下部边缘 对于上部边缘 支承断面承受的弯曲力矩在下部边缘处（拉应力） 在上部边缘处（压应力） 支承断面剪应力的计算：x-x轴以上部分断面对x-x轴的静力矩支承断面的剪应力：支承断面翼缘焊缝的应力：上盖板的断面对x-x轴的静力矩下盖板的断面对x-x轴的静力矩设 计 计 算 说 明 书第44页技 术 组共81页五、20/5吨小车架计算20/5小车架平面布置草图设 计 计 算 说 明 书第 45 页技 术 组共81页符 号Gg1主吊钩重量 hw焊缝高度Gw1主固定滑轮重量 n腹板的数目S1主卷钢丝绳最大拉力 腹板的厚度Gj1ZQ650减速机重量 n1上翼缘焊缝的数目Gs1主卷筒重量 n2下翼缘焊缝的数目Gd1主电动机重量 n3梁与梁连接处焊缝的数目Gg2 付吊钩重量Gj2ZQ500减速机重量Gs2付卷筒重量Gd2付电动机重量Gj3ZSC400减速机重量 动力系数 G小车重量Gq分布在两个纵梁上的重量R支点反力P为各梁上作用力q均布荷重W断面系数F断面积J惯性矩Z重心M弯曲力矩S静力矩弯曲应力剪切应力许用弯曲应力许用剪切应力Ln焊缝长度设 计 计 算 说 明 书第 46 页技 术 组共81页已知数据:Gg1=468kg Gs2=439kgGw1=165kg Gd2=365kgS1=2720kg =1.3Gj1=878kg Gj3=166kgGs1=779kg G=8335kgGd1=1100kg =900kg/cm2 纵梁采用Gg2=98kg =800kg/cm2 横梁采用Gj2=345kg =700kg/cm2 剪切应力采用计算:主固定滑轮重量一半及3S1值的力ZQ650减速机重量和主卷筒重量一半及S1值的力主卷筒重量一半及S1值的力付卷筒重量一半及吊钩重量一半ZQ500减速机重量和付卷筒重量一半及吊钩重量一半设 计 计 算 说 明 书第47页技 术 组共81页梁的受力及弯曲力矩图的计算1、梁（见平面布置草图）总断面相对a-a轴的静力矩总的断面积设 计 计 算 说 明 书第48页技 术 组共81页总断面重心到a-a轴的距离总断面积对x-x轴的惯性矩总断面对于x-x轴的断面系数对于下部边缘 对于上部边缘 在下部边缘处（拉应力）在上部边缘处（压应力） 梁与和梁连接处焊缝的计算连接焊缝的剪切应力 设 计 计 算 说 明 书第 49页技 术 组共81页2、梁（见平面布置草图）总断面相对a-a轴的静力矩总的断面积设 计 计 算 说 明 书第50页技 术 组共81页总断面重心到a-a轴的距离：总断面积对x-x轴的惯性矩：总断面对于x-x轴的断面系对于下部边缘 对于上部边缘 在下部边缘处（拉应力） 在上部边缘处（压应力） 梁与和梁连接处焊缝的计算：连接焊缝的剪应力：设 计 计 算 说 明 书第51页技 术 组共81页3、梁（见平面布置草图）设 计 计 算 说 明 书第52页技 术 组共81页总断面对x-x轴的惯性矩总断面对于x-x轴的断面系数梁与和梁连接处焊缝的计算：连接焊缝的剪切应力设 计 计 算 说 明 书第53页技 术 组共81页4、梁（见平面布置草图）小车自重减去主要集中载荷，其余的重量认为均匀分布在两个纵梁上设 计 计 算 说 明 书第54页技 术 组共81页设 计 计 算 说 明 书第55页技 术 组共81页总断面相对a-a轴的静力矩总的断面积总断面重心到a-a轴的距离：总断面对x-x轴的惯性距设 计 计 算 说 明 书第56页技 术 组共81页总断面对于x-x轴的断面系数对于下部边缘 W = = =1466cm3对于上部边缘W = = =1895cm3对下部边缘处（拉应力）对上部边缘处（压应力）车轮支承处的计算：总断面相对a-a轴的静力矩Sa=48 1(10)+28.11.2(5.45)+29(0.7) =480+106+17.7 =604cm3总的断面积F=481+28.11.2+291.4 =48+19.5+25 =93cm2总断面重心到a-a轴的距离z= = =6.5cm总断面对x-x轴的惯性矩Jx-x=+3.52(481)+2+21.052(8.11.2)+2+25.82(91.4) =4+588+106+21.4+4.1+845 =1569cm4设 计 计 算 说 明 书第57页技 术 组共81页总断面对于x-x轴的断面系数对于下部边缘对于上部边缘支承断面承受的弯曲力矩M=R4B11.5=995411.5=114500kg-cm在下部边缘处(拉应力) 在上部边缘处(压应力) 支承断面剪切应力的计算:x-x轴以上部分断面对x-x轴的静力矩Sx=(481)3.5+2(31.2) 1.5=168+10.8=179cm3专承断面的剪切应力支承断面翼缘焊缝的应力:上盖板的断面对x-x轴的静力矩S1=4813.5=168cm3下盖板的断面对x-x轴的静力矩S2=2（91.4）5.8=146cm3设 计 计 算 说 明 书第58页技 术 组共81页5.梁(见平面布置草图)R5A =8150kgR5B=(365+269+6130+4808+4732+5.5320)-8150 =(365+269+6130+4808+4732+1760)-8150=9914kg设 计 计 算 说 明 书第59页技 术 组共81页M5A=5.547 =6060kg-cmM5B=3658+5.555 =2920+8350=11270kg-cmM5C=815042-36550-5.597=342000-18200-25800=298000kg-cmM5D=8150101.5-365109.5-26959.5-5.5156.5 =828000-40000-16000-67500 =704500kg-cmM5E=9914135-473297.5-5.5160 =1335000-462000-70500=802500kg-cmM5F=991437.5-5.562.5 =371000-10800 =360200kg-cmM5G=5.525=1720kg-cm设 计 计 算 说 明 书第60页技 术 组共81页总断面相对a-a轴静力矩Sa=501(37.3)+440.8(0.4)+20.6(18.8)=1870+14.1+810=2694cm3总的断面积F=501+440.8+2360.6=50+35.2+43.2=128cm2总断面重心到a-a轴的距离z=21.1cm总断面对x-x轴的惯性矩设 计 计 算 说 明 书第61页技 术 组共81页总断面对于x-x轴的断面系数对于下部边缘 对于上部边缘 在下部边缘处(拉应力) 在上部边缘处(压应力) 车轮支承处的计算:总断面相对a-a轴的静力矩Sa=50(10)+28.11.2(5.45)+291.4(0.7) =500+106+17.7 =624cm2总的断面积F=501+28.11.2+291.4= 50+195+25=95cm2总断面重心到a-a轴的距离z=6.6cm总断面对x-x轴惯性矩设 计 计 算 说 明 书第62页技 术 组共81页总断面对于x-x轴的断面系数对于下部边缘对于上部边缘支承断面承受的弯曲力矩M=R5B11.5=991411.5=114000kg-cm在下部边缘处(拉应力) 在上部边缘处(压应力) 支承断面剪切应力的计算:x-x轴以上部分断面对x-x轴的静力矩Sx=(501) 3.4+2(2.91.2) 1.45 =170+10.1=180cm3支承断面的剪切应力:支承断面翼缘焊缝的应力上盖板的断面对x-x轴的静力矩S1=5013.4=170cm3下盖板的断面对x-x轴的静力矩S2=2(91.4) 5.9=149cm3设 计 计 算 说 明 书第63页技 术 组共81页30/5吨小车架平面布置草图设 计 计 算 说 明 书第64页技 术 组共81页符号Gg1主吊钩重量 许用剪切应力GW1主固定滑轮重量 Ln焊缝长度S1主卷钢丝绳最大拉力 hw焊缝高度Gj1ZQB50减速机重量 n腹板的数目Gs1主卷筒重量 腹板的数目Gd1主电动机重量 n1上翼缘焊缝的数目Gg2付吊钩重量 n2下翼缘焊缝的数目Gj2ZQ500减速机重字 n3梁与梁连接处焊缝的数目Gs2付卷筒重量Gj3ZSC600减速机重量1动力系数G小车重量Gg分布在两个纵梁上的重量R支点反力p为各梁上作用力q均布荷重w断面系数F断面积J惯性矩Z重心M弯曲力矩S静力矩弯曲应力剪切应力许用弯曲应力设 计 计 算 说 明 书第65页技 术 组共81页已知数据Gg1=848kg Gs2=439kgGw1=315kg =1.3S1=4100kg Gj3=281kgGj1=1462kg G=12234kgGs1=1472kg =900kg/cm2纵梁采用Gd1=1500kg =800kg/cm2横梁采用Gg2=98kg =800kg/cm2剪切应力采用Gj2=345kg计算：主固定滑轮重量一半及3S1值的力ZQ850减速机重量和主卷筒重量一半及S1值的力主卷筒重量一半及S1值的力付卷筒重量一半及吊钩重量一半ZQ500减速机重量和付卷筒重量一半及吊钩重量一半设 计 计 算 说 明 书第66页技 术 组共81页梁的受力及弯曲力矩图的计算1梁（见平面布置草图）总断面相对a-a轴的静力矩总的断面积设 计 计 算 说 明 书第67页技 术 组共81页总断面重心到a-a轴的距离总断面积对x-x轴的惯性矩总断面对与x-x轴的断面系数对与下部边缘 对与上部边缘 在下部边缘处（拉应力） 在上部边缘处（压应力） I梁与和梁连接处焊缝的计算：连接焊缝的剪应力设 计 计 算 说 明 书第68页技 术 组共81页2、梁（见平面布置草图）总面相对a-a轴的静力矩总的断面积设 计 计 算 说 明 书第69页技 术 组共81页总断面重心到a-a轴的距离总断面积对x-x轴的惯性矩总断面对与x-x轴的断面系数对与下部边缘 对与上部边缘 在下部边缘处（拉应力） 在上部边缘处（压应力） I梁与和梁连接处焊缝的计算：连接焊缝的剪应力设 计 计 算 说 明 书第70页技 术 组共81页3梁（见平面布置草图）设 计 计 算 说 明 书第71页技 术 组共81页总断面对x-x轴的惯性矩总断面对于x-x轴的断面系数梁与和梁连接处焊缝的计算：连接焊缝的剪切应为设 计 计 算 说 明 书第72页技 术 组共81页4、梁（见平面布置草图）小车总重减去主要集中载荷剩余的全部重量平均的分布在两个纵梁上。设 计 计 算 说 明 书第73页技 术 组共81页设 计 计 算 说 明 书第74页技 术 组共81页总断面对x-x轴的惯性矩总断面对与x-x轴的断面系数设 计 计 算 说 明 书第75页技 术 组共81页车轮支承处的计算总断面相对a-a轴的静力矩设 计 计 算 说 明 书第76页技 术 组共81页支承断面剪切应力的计算x-x轴以上部分断面对x-x轴的静力距支承断面翼缘焊缝的应力：上盖板的断面对x-x轴的静力矩下盖板的断面对x-x轴的静力矩设 计 计 算 说 明 书第77页技 术 组共81页5、梁（见平面布置草图）设 计 计 算 说 明 书第78页技 术 组共81页设 计 计 算 说 明 书第79页技 术 组共81页总断面对x-x轴的惯性矩设 计 计 算 说 明 书第80页技 术 组共81页车输支承处的计算:总断面相对a-a轴的静力矩设 计 计 算 说 明 书第81页技 术 组共81页支承断面剪切应力的计算x-x轴以上部分断面对x-x轴的静力距支承断面的剪切应力： 支承断面翼缘焊缝的应力：上盖板的断面对x-x轴的静力矩下盖板的断面对x-x轴的静力矩