论文总字数：17533字

摘 要

桥式起重机是一种横向安装在车间、仓库和装载区上方的用于运输材料的升降机。因为其两端位于大型水泥柱或桥式金属支架上，所以称为桥式起重机。

在本文中，根据所给要求初步确定桥架长度，宽度及钢板厚度，根据相应载荷条件，对小车运行机构，大车运行机构以及提升机构进行工作级别和利用等级的确定，选取相应范围内的设备，保证起重机符合工作要求和安全要求。结构设计主要对起升机构，小车运行机构，大车运行机构进行设计。使用 SolidWorks Simulation 软件对主梁及轨道上所受的应力进行校核以及运用有限元分析，从而对结构进行了优化设计，最终绘制桥式起重机的装配图和零件图。

关键词：桥式起重机；起升机构；有限元分析

Abstract

Bridge crane is a kind of elevator installed horizontally above workshop, warehouse and loading area for transporting materials. Because its two ends are located on large cement columns or bridge metal brackets, it is called bridge crane.

In this paper, according to the given requirements, the length, width and thickness of steel plate of the bridge are preliminarily determined. According to the corresponding load conditions, the working level and utilization level of the trolley operating mechanism, the trolley operating mechanism and the lifting mechanism are determined. The equipment in the corresponding range is selected to ensure that the crane meets the working and safety requirements. The structure design mainly designs the lifting mechanism, the trolley operating mechanism and the trolley operating mechanism. The stress on the main girder and track is checked by SolidWorks Simulation software, and the finite element analysis is used to optimize the structure. Finally, the assembly drawing and parts drawing of the bridge crane are drawn.

Key words：Bridge Crane，Lifting mechanism，Finite element analysis

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1桥式起重机的选题背景及意义 1

1.2起重机与桥式起重机的分类 1

1.2.1起重机的分类 1

1.2.2桥式起重机的分类 2

1.3课题任务 3

1.3.1任务要求 3

1.3.2方案设计 4

第二章 桥式起重机工作原理和主要参数的确立 5

2.1桥式起重机的结构组成和工作原理 5

2.2起重机工作机构的级别: 5

2.3吊钩组的设计计算 5

2.3.1材料及选型 6

2.3.2 钩身强度计算 6

2.3.3吊钩尾部螺纹直径的确定 7

2.3.4确定吊钩螺母尺寸 7

2.3.5 选择推力轴承 7

2.3.6 吊钩横梁的计算 8

2.4滑轮组的设计计算 9

2.4.1.滑轮结构形式及相关尺寸的确定 9

2.4.2.滑轮直径的确定 10

2.4.3. 吊钩组上滑轮轴的计算 10

2.4.4轮轴承的选择计算 11

2.5钢丝绳的选择 12

2.5.1钢丝绳的最大静拉力 12

2.5.2.钢丝绳的选择 12

2.5.3.钢丝绳的标记 13

2.6卷筒的设计计算 13

2.6.1.卷筒类型的初步选择 13

2.6.2. 卷筒直径的确定 13

2.6.3. 双联卷筒长度及壁厚的确定 13

2.7钢丝绳在卷筒上的固定计算 14

2.7.1. 固定方法的选择 14

2.7.2绳尾固定处拉力计算 15

2.7.3. 螺栓预紧力计算 15

2.7.4. 螺栓强度验算 15

2.7.5. 压板的选取 15

2.8起升机构的设计 16

2.8.1原始参数 16

2.8.2电动机的选择 16

2.8.3减速器的选择 16

2.8.4. .制动器的选择 17

2.8.5. 联轴器的选择 17

2.9 小车运行机构的设计计算 18

2.9.1原始参数 18

2.9.2. 轮与轨道的选取 18

2.10 起重机主梁的设计计算 19

2.10.1桥式起重机主梁的设计计算主要涉及内容 19

第三章 桥式起重机的结构设计 20

3.1吊钩滑轮组的结构设计 20

3.1.1吊钩组的装配 20

3.1.2滑轮组的装配 21

3.1.3吊钩滑轮组的装配 21

3.2起升机构的结构设计 22

3.2.1电动机、减速器的安装 22

3.2.2卷筒的结构设计 22

3.3小车运行机构的结构设计 23

3.3.1小车车轮设计 23

3.3.2小车滑轮梁结构设计 23

3.3.3小车端梁的结构设计 24

3.4大车运行机构的结构设计 24

3.4.1大车车轮结构设计 24

3.4.2大车端梁结构设计 25

3.4.3大车主梁结构设计 25

3.5整体效果图 27

3.6本章小结 27

第四章 分析优化 28

4.1分析的基本理论 28

4.1.1有限元分析简介 28

4.1.2simulation 软件简介 28

4.2桥式起重机关键部件的分析 28

4.3大车主梁的分析优化 29

4.3.1确定主梁的材料 29

4.3.2约束主梁并附加载荷 29

4.3.3受力分析结果 31

4.4大车轨道分析优化 31

4.4.1大车轨道材料选择 31

4.4.2大车轨道约束及附加载荷 31

4.4.3受力分析及结果 32

4.5本章总结 33

第五章 总结展望 36

5.1 总结 36

5.2 展望 36

致 谢 38

参考文献 39

第一章 引 言

1.1桥式起重机的选题背景及意义

起重机械是对物料进行起重、运输以及装卸或者安装等作业的机械设备。它各个行业中都有相当广泛的应用，在现代化生产中有着不可动摇的地位。桥式起重机的桥架沿铺设在厂房两边的墙壁上，小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一个矩形的工作范围，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。本课题主要设计一款单梁桥式起重机的机械结构部分，对其提升机构及运行机构进行计算选型，同时对关键部件进行分析与优化。

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