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1、金属结构课程设计说明书专业：起重运输机械设计与制造班级：XXX姓名：XXX学号：XXXX指导教师：XX日期:20xx年x月4.10加劲板的布置尺寸4. 10. 1梁的翼缘板极限宽厚比和加劲肋的设置箱形梁受压翼缘外伸部分取：用/4W15J235/O；。此式满足箱形梁在两腹板之间的受压翼缘板取：）/4505兀 此式不满足，所以应 在受压翼缘板内侧等间距设置一条纵向加劲肋，被加劲肋分隔开的翼缘区格宽厚 比S/2品）仍需满足上述要求。如下图梁腹板的极限宽厚比和加劲肋的位置当5480j235/q时,不需加设任何加劲肋，不需验算腹板稳定性，b为腹板高度，S为腹板厚度。此题不满足此式当80,235/氏 S/
2、3）wj235/5时,需设置横向加劲肋，横向加劲肋常取等间距布置，其间距宜取a= （1-1.5）b,且不大于2m。此题满足 此式，所以要设置横向加劲肋。当1607兀（/5） 3204元时，要加设纵向加劲肋，但此题不 满足，所以不加纵向加劲肋。当240声旗屹/多320必而时，要加设横向加劲肋，但此题不 满足，所以不加横向加劲肋。综上所述，梁要加设横向加劲肋，其间距a=550825mm,此处取a=700mm为了保持主梁截面中受压构件的局部稳定性，需要设置一些加劲构件主梁端部大加劲板的间距：a1 ph=L 2m,取优=Inrni主梁端部（梯形部分）小加劲板的间距：= = 0.5m1 2主梁中部（矩形
3、部分）大加劲板的间距：CI 二（1.52）h=l .82.4m,取 CL =2m主梁中部小加劲板的间距：若小车钢轨采用P5轻轨，其对水平中心轴线X-X的 最小抗弯截面模数Wmin=47.3c/7?,根据连续梁由钢轨的抗弯强度条件求得加劲板间距（此时连续梁的支点即加劲板所在位置；使一个车轮轮压作用在两加劲板 间距的中央）：6x47.7x170001.15x26000 +100000、=102.3m式中P 一小车的轮压，取平均值，02-动力系数，由图2-2曲线查得02二1.15；司-钢轨的许用应力，C=170MPa.因此，根据布置方便，取尸一=lm 2由于腹板的高厚比h/S=1200/6=2001
4、60,所以需要水平加劲杆来保证腹板局部稳定性，采用L 45x45x5角钢作为水平加劲杆。第五章主梁的校核计算载荷的确定查图4Tl曲线得半个桥架（不包括端梁）的自重，G”2=32000N则主梁由于桥 架自重引起的均布载荷： = 7oom=312N/crnL 2250查表4-3得主梁由于集中驱动大车运行机构的长传动轴系引起的均布载荷：qx = 0.6 0.65 N/cm,取/，=6. 3N/cm由表4-3查得运行机构中央驱动部件重量引起的集中载荷为：G/=7000N主梁的总均布载荷：q -qi + qy-31. 2+6. 3=37. 5N/cm主梁的总计算均布载荷：q = i/4q =1.1x37
5、.5 = 41.25 N/cm式中4=1. 1-冲击系数，由公式2-5得。作用在一根主梁上的小车两个车轮的轮压值可根据表4-4所列数据选用: Pk21000; P2=18000考虑动力系数0的小车车轮的计算轮压值为：P=s P1=1. 15x21000=24150NP =(p? P2=l. 15xl8000=20700N式中0=1. 15-动力系数，由图2-2中曲线查得。5.2 主梁垂直最大弯矩由公式(4-12)计算主梁垂直最大弯矩：L-12p + p L-Bxc、+ + -4Gd _ W4I) =2% + P +W&L_ I L 2)_设敞开司机室的重量为G=1000N,其重心距支点的距离为
6、/o=28Ocm将各已知数值代入上式公式计算可得： Mp)=5.6x107 N-c/n5.3 主梁水平最大弯矩由公式(7-18)计算主梁水平最大弯矩：Mgmax=O.8M”.qg式中g-重力加速度,g=9.81m/s2；。二巴-大车起动、制动加速度平均值，%=68s, tq90则=2； = 0.1875 0.25 m/； 60x(6 8)2”)-不计冲击系数和动载系数时主梁垂直最大弯矩，由下式算得:M(g，+p) =max,L Bxc、Pl +P2( L ) +qL + Gd Go/o2F Go/o= 2.8xlO6N-cm因此得主梁水平最大弯矩:Mymax6x取 Mvmax9.81= 4xl
7、O4N-cm=()xlO4N-cm5.4 主梁的强度验算主梁中间截面的最大弯曲应力根据公式(7-19)计算:(G+P) B max -max式中-主梁中间截面对水平中心轴线x-x的抗弯截面模数，其近似值:Wx =+ Bb h = 7680 cm3 7Wv-主梁中间截面对垂直中心轴线y-y的抗弯截面模数，其近似值:)+ hf b = 3840 cm3因此可得:76803840由表(2-19)查得Q235钢的许用应力为匕n “ =bs /1.33 = 220/1.33 = 165A MPa故 crcrn主梁支撑截面的最大剪应力根据公式（7-20）计算:q(G+P)T max =T max =Yma
8、x Lo2S式中-主梁支撑截面所受的最大剪力，由公式（7-13）计算：。归用= + 与维+ 1 +乎 +k5 4 =1037262V 乙Lj=PEU +.1 6加+4夕）_主梁支撑截面对水平重心轴线x x的惯性矩，其近 48EA似值：晨 50 -牛=佟+即1% X牛=31500 WS-主梁支撑截面半面积对水平重心轴线X-X的静距，其近似值：5 = 2*至乂与+ 5伪但 + 6 = 2174加24 22）因此可得:max103726x217431500x2x0.6由表（2-24）查得氐钢的许用剪应力为rn印= 95.6M为 ，V3故 T max （T n由上面的计算可知，强度足够。5.5主梁的垂
9、直刚度验算主梁在满载小车轮压作用下，在跨中所产生的最大垂直挠度 可按照公式（7-23） 进行计算：式中P. 20700 a -=4 24150: 0.857& = - = 0.05 L 2250W- 二 7680x 笠= 4.8 xlO5” 22因此可得:24150 x 22503 1 + 0.857 1-6 x 0.052 + 4 x 0.07448x21x106x3.8x106-=0.133 cm允许的挠度值由公式(7-22)得:f =- 2.86(7772L700因此 / /5.6主梁的水平刚度验算主梁在大车运行机构起、制动惯性载荷作用下，产生的水平最大挠度可按公式 (7-25)计算(略
10、去第三项，简化成简支梁)：f = + 4 式中pg-作用在主梁上的集中惯性载荷Pg =(0.01 0.02)M8 + 舄)=585 1170 Nqs -作用在主梁上的均布惯性载荷% =(0.01 - 0.02)叫=0.5625-1.125 %nI =W- = 3840x= 96000cm45 22由此可得：1170 x2250311.25x22504t - 0 8 6772h 48 x 21x106 x 96000 384 x 21 xlO6 x96000水平挠度的许用值:22502000= 1.125cm因此 由上面计算可知，主梁的垂直和水平刚度均满足要求。当起重机工作无特殊要求时，可以不必
11、进行主梁的动刚度验算主梁的局部稳定性验算从略第六章端梁的计算6.1 计算载荷的确定设两根主梁对端梁的作用力。黑凹相等，则端梁的最大支反力由公式(4-30) 计算(参见图4T7)式中 K -大车轮距，k =400cm;Lxc -小车轨距，L - 14Qcm。2-传动侧车轮轴线至主梁中心线的距离，取2=120cm.因此可得:Ra =103726(200+2x120)= 4098.6N400端梁垂直最大弯矩端梁在主梁支反力盟作用下产生的垂直最大弯矩由公式(4-27)计算:M7m = RA-a =114098 .6 x 90 = 10.27 xlO6-cm Z/ Ill d A/i 1式中功-导电侧车
12、轮轴线至主梁水平中心线的距离，a =90cm.6.2 端梁水平最大弯矩端梁因车轮在侧向载荷作用下而产生的最大水平弯矩由公式(4-27)计算:Mpmax =S0式中s-车轮侧向载荷，由公式（2-6）计算S=XP； 几-侧压系数，由图2-3查得，2 =0. 08；P-车轮轮压，即端梁的支反力P二因止匕 M= XR人- 4 = 0.08 x 114098.6 x 90 = 821509.92N . cmHid Ar 1端梁因小车在起、制动惯性载荷作用下而产生的最大水平弯矩由公式 （4-32）计算：Mpmax尸烟(Lxc + 2a 2) a式中 巴小车惯性载荷，由公式（7-8）计算:Pi 21000
13、Q八八八浦pra = = 3000N7中 ll x to 3000x(200 +2x120) “ ”“八八入丁因此 M：;ax = x 90 = 297000N cmix400比较A/Pmax和M；mlx两值可知，应取其中较大值进行强度计算端梁截面尺寸的确定端梁长L=14mm根据表4-2推荐，选定端梁各构件的板厚如下：上盖板3 =8mm中部下盖板= 8僧头部下盖板a = 12利/%腹板S 6mm按照4查得中400车轮组的尺寸，确定端梁盖板宽度和腹板高度时，首先应配置好支撑车轮的截面（图4-23a）,其次再决定端梁中间截面尺寸（图4-23b）.如图7-23配置的结果，车轮轮缘距上盖板底面32mm
14、;车轮两侧面距支撑处 两下盖板内边为10mm因此车轮与端梁不致磨损。同时腹板中线正好通过车轮轴 承箱的中心平面。最后，要检端梁中部下盖板与轨道面的距离。如图，4-23b所 以此距离为60nini,最合适。3003003sOC口OJQUUL TT.L0 0寸S 4-23歌袤献寸翻1上湍黑2一中麻碍帽3 一塔茉下盖机4 一旅根端梁的强度验算端梁中间截面对水平重心线X-X的截面模数:W=上+砌 =3000而Ary1I J 7端梁中间截面对水平重心线x-x的惯性矩：.60ax = % 六3OOOx= 90000C/7?4端梁中间截面对水平重心线y-y的截面模数:, paA = 530mm13B. =
15、530mm13取用=550 mm确定主梁截面尺寸对于 /叱 = 5301腹板厚6=6mm 上下翼缘板R)= 640mm ,取5o = lOmm7盖板宽度生B4 = B, +2 +200 = 762mm 取2二760Him8主梁的实际高度dII i=h+2 () = 1550 +2x10 = 1570 mm4. 9实际的端梁高度“2H2 = 785 iron4. 9验算箱形梁的整体稳定性箱形梁的刚度很大，若梁的高宽比一W3,则梁的整体稳定性不需验算。司+ 2c= 2 = 2.8 3说明梁整体稳定旦 + 2g 56240x1 + 2x18.2x0.6 + 2x12x1.2水平重心线距腹板中线的距离
16、:C2 =8.15 -0.5x18.2 =-1.45cm水平重心线距下盖板的中心线的距离:C3 =(18.2 + 0.5 + 0.6)-8.15 = 11.15cm端梁支撑截面对水平重心线X-X的惯性矩：I - J-x40x13+40x1x8.15* 2+2x x18.22x0.6 xO+4 12122 + 2x xl.222 12= 632.3N-cm4端梁支撑截对水平重心线X-X的最小截面模数： , , 1 1 .w =Iv0+4x- = 6323x= 538cm3仙4 r 5.11.15 + 0.62 2端梁支撑截面水平重心线x-x下部半面积距： = 2x12x1.2x11.15 + (1 )x0.6x1L10-6二 323cm3端梁支撑截面附近的弯矩：=74 = 114098 .6x14 = 1597380 AN cm式中d即图中7-23中H尺寸(参见图4-17)断裂支撑截面的弯曲应力由公式(4-36)计算：，M, 1597380.4a =-= 29.7MpaW 538