【導讀】本設(shè)計采用許用應力法以及計算機輔助設(shè)計方法對橋式起重機橋架金屬結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。核計算，待以上因素都達到材料的許用要求后，畫出橋架結(jié)構(gòu)圖。然后計算出主梁和端梁的自重載。荷，再用此載荷進行橋架強度和剛度的精確校核計算。若未通過，再重復上述步驟，直到通過。于橋架的初校是在草稿中列出，在設(shè)計說明書中不予記錄，僅記載橋架的精校過程。能,力求設(shè)計高效。上下翼緣板相同，為12mm?總寬2B=460mm，各板厚0?

　　

【正文】 合格 合格 fxM = 太原科技大學 機電工程 學院設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 第 28 頁 共 42 頁 翼緣 yxM= 1xM yxxII = 1yM ： 腹板 fyM = 1yM fyyII = 翼緣 yyM = 1yM yyyII =353 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 1F = 12 1HF =19261 N 軸力分配 軸力按截面積分配 一塊翼緣板受軸力 39。yN = ydAN A = N 一塊腹板受軸力 39。fN = fdAN A = N fA =5472 mm2 yA =4000 mm2 A=18900 mm2 （ 2）翼緣拼接 由 yxM 產(chǎn)生的翼緣軸力為 39。39。yN =0yxMh?? = 10700 8?? = N 一塊翼緣板總的軸力為 yN = 39。yN + 39。39。yN = N yxM= fyM = yyM = 1F = N yN = N 太原科技大學 機電工程 學院設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 第 29 頁 共 42 頁 拼接 縫一邊翼緣板上有 8個螺栓，一個螺栓受力（剪切力）為 yNP = yNn =8= N yyM 由上下翼緣板平均承受，一塊翼緣板的水平彎矩為 39。yM =12 yyM = 拼接縫一邊翼緣板上螺栓的布置尺寸為 hb = 300100 =3，可按窄式連接計算 1x =150 mm , 2ix?=4(502+1502)=100000 mm2 翼緣板角點螺栓的最大內(nèi)應力為 1yP =39。 12yiMxx? = 10 150100000?? = N 角點螺栓順梁軸的內(nèi)力和為 NF = 1yP + yNP =+ = N 水平剪切力 1F 由接縫一邊翼緣上的螺栓平均承受，一個螺栓的受力為 sF = 1Fn =192618 = N 角點螺栓的合成內(nèi)力為 lyR = 22NsFF? = 224671 .95 2407 .6? =5255 N 選精制螺栓 M22 mm，孔 23mm, ? =8mm 一個螺栓的許用承載力為 lyR = N 太原科技大學 機電工程 學院設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 第 30 頁 共 42 頁 剪切 [ ljP ]= 2 []4 lj dn ? ? = 2232 0 .8 1 7 54? ?? ? ? = N 承壓 []lcP = []lcd ??? =23 8 []? =57960 N lyR []lcP =57960 N （仍屬合格） 由 fyM 對腹板產(chǎn)生的軸力為 39。fN = fyMb?? = 10380 8?? = N 一塊腹板總軸力為 fN = 39。fN + 39。fN = N 焊縫一邊腹板螺栓平均受力，一個螺栓受力 為 fNP = fNm = N 腹板垂直彎矩 fxM 由兩腹板承受，一塊腹板的彎矩為 39。fM =12 fxM = 拼接縫一邊腹板上螺栓的布置尺寸為 hb =550100 =505 3，屬窄式連接 1y =550 mm, 2iy? =1102+5502+3002+1002=414600 mm2 []lcP =57960 N lyR []lcP 太原科技大學 機電工程 學院設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 第 31 頁 共 42 頁 腹板角點螺栓的最大內(nèi)力為 1fP =39。 122fiMyy? =33000 N 腹板角點螺栓順梁軸的內(nèi)力和為 lfP = fNP + 1fP =+33000 = N 單剪螺栓的許用承載力 []ljP = 21 0 .8 1 7 5423? ?? ? ? =58137 N lfP []ljP =61044 N （仍屬合格） 凈截面 11的 因拼接處螺栓孔減少了截面慣性矩，需用凈截面 驗算強度 同一截面中各板的螺栓孔對 x和 y軸的慣性矩為 xdI = 2idy?? = 2 2 2 2 22 3 8 [ 8 4 ( )( 5 0 0 4 ) 6 0 1 8 0 3 0 0 4 8 0? ? ? ? ? ? ? ?? =? 108 mm4 ydI = 2 2 223 8 [ 4( 50 150 ) 16 184 ]? ? ? ? =? 108 mm4 端梁拼 接處凈截面慣性矩為 0xI = xI xdI =? ? 108 =? 109 mm4 y0I = yI ydI =? ? 108 =? 108 mm4 全部板材的螺栓孔截面積為 dA?=23 8（ 8+16） =4416 mm2 lfP =33000 N []ljP =58137 N lfP []ljP 0xI = ? 109 mm4 y0I =? 108 mm4 太原科技大學 機電工程 學院設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 第 32 頁 共 42 頁 拼接處凈截面積為 0dA =A dA? =189004416 =14486 mm2 端梁拼接處強度為 ? = 110 0 0yxdx y dMxM y NI I A?? = MPa[]?? （合格） 顯然，垂直載荷產(chǎn)生的應力是主要的。 端梁計算中，載荷齊全，個別取值偏大，如小車運行慣性力僅由一側(cè)端梁承受等，實際上要比計算結(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 ? =8 mm ， 高 度1h = =? 7000=665 mm,取 1h =665 mm，主梁腹板與端梁腹板之間留有 20~50mm的間隙，在組裝橋架時用來調(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（ fh =8 mm）周邊焊住。必要時可在主梁端部內(nèi)側(cè)主、端梁的上、下翼緣處焊上三角板，以增強連接的水平剛度，承受水平內(nèi)力，連接構(gòu)造示于表圖 71 圖 71 主梁與端梁的連接 主梁最大支承力為 0dA =14486 mm2 ? []?? 太原科技大學 機電工程 學院設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 第 33 頁 共 42 頁 RF =635408 N 連接板需要的焊縫長度為 fl = 102 [ ]fhh ? ?? = 635408 102 8 110? ?? ? ? =628 mm 實際 1h fl （足夠） 主、端梁的連接焊縫足夠承受連接的水平彎矩和剪切力，故不再計算 第 八 章 剛度計算 滿載小車位于主梁跨中產(chǎn)生的靜撓度為 Y = 23[ (3 )]48 2xP bL L bEI ??? = 325 1 04 9 6 6 3 1 [ 1 9 5 0 0 0 . 5 4 5 0 0 ( 3 1 9 5 0 0 4 5 0 0 ) ]4 8 2 . 0 6 1 0 1 . 2 1 0? ? ? ?? ? ? ? = mm 19500[] 700Y ? = mm X = 341 1 1 1534(1 ) (1 )4 8 4 3 8 4 5HHP L F LE I r E I r? ? ? ? = 31 1 1534[ (1 ) (1 ) ]4 8 4 8 5HHHP L F LE I r P r? ? ? ? =3594593 5 4 7 3 .7 1 9 5 0 0 3[ ( 1 )4 8 2 .0 6 1 0 6 .8 7 1 0 4 1 .1 3 4 25 3 9 5 .2 4( 1 ) ]3 8 4 2 .0 6 6 .8 7 5 1 .1 3 4 21950010 10? ??? ? ? ? ???? ? ?? ? ? ? ? = mm[]2021LX ? = mm 起重機垂直動剛度以滿載 小車位于橋架跨中的垂直自振頻率來表征，計算如下 1h fl Y []Y 太原科技大學 機電工程 學院設(shè)計說明書 計算項目 設(shè)計計算內(nèi)容 設(shè)計結(jié)果 第 34 頁 共 42 頁 主梁質(zhì)量 Gm = 105681 ?= kg 全橋架中點換算質(zhì)量為 1m =（ 2 Gm ） + xm =+= kg 起升質(zhì)量 2m = Qm + 0m =75000 kg 起升載荷 QP =( Qm + 0m )g=735750 N 起升鋼絲繩滑輪組的最大下放長度為 rl = 2qrHH??=16+22=16 m 橋架跨中靜位移為 0y = 23[ ( 3 ) ]