机械结构课程设计(塔吊起重臂结构设计)(DOC)

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课程设计说明书

班级: 姓名: 设计题目:机械结构课程设计(塔吊起重臂结构设计) 设计时间: 到 指导老师: 评语: 评阅成绩: 评阅教师: 1

目录

一、课程设计目的及要求 3 二、设计题目 3 三、机械结构设计 4 1、起重臂结构方案确定 4 1）起重臂长度L 4 2）起重臂截面形式根据受力的构造要求而定 4 3）起重臂截面宽度和高度 5 4）运输单元 5 5）吊点位置确定 5 2、计算简图及计算载荷确定 6 1）计算简图 6

2）载荷组合 6 3）载荷确定 6 3、力计算及内力组合 7 1）臂架内力计算 7 （1）臂架自重及小车移动机构重 7 （2）吊重 9 （3）小车轮压对起重臂下弦杆产生的局部弯矩 12 （4）风载荷作用下的内应力图 13 （5）其他水平力T的作用 14 2）内力组合 16 4、截面选择和截面验算 16 （1）单臂验算 17

1）上弦 17 2）下弦 18 （2）腹杆验算 18 （3）整体稳定性验算 19 （4）局部稳定性的计算 20 （5）起重臂重量的计算 20 四、设计感想： 20 五、参考文献 20

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一、课程设计目的及要求

机械结构课程设计是学生在学习机械设计课程设计后进行的一次比较全面和系统的训练。通过训练，巩固和加强对所学机械结构知识的理解，提高学生进行机械结构设计、计算、绘图的能力。

自升式塔式起重机（简称塔吊），是建筑工地上常用的施工机械之一。塔吊设计内容包括机构、结构、液压传动、安全装置等等。由于塔吊的结构用钢量越占整机重量的2/3左右，所以合理地设计塔用结构对于减轻整机重量、改善机械工作性能等具有重大意义。

塔吊的结构设计包括以下部分：起重臂、平衡臂、塔幅、塔身、套架、底座、附着装置、工作平台及扶梯等。

本课程设计仅对给定工作负载的自升式塔吊的“起重臂”（见图1）进行结构设计。

图1 起重机起重臂结构简图

二、设计题目

1）起重力矩（起重机为基本臂长时，最大幅度X相应额定起重量）：900KN·m 2）起重量 当幅度最大时（Rmax），起重量为1.8t； 当幅度R=（Rmin～Rmax/2），起重量为2～5t。 3）变幅

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①形式：水平臂架绳索牵引小车变幅；

②速度：起重机升降变幅速度为0～30m/min 4）吊钩升降速度

①起升速度： A、 起重量为>Rmax起重量的时候为1.5—2m/min； B、 起重量为Rmax时为3—50m/min。

②空钩下降速度： A、 起重量为>Rmax时为0—50m/min； B、 起重量为Rmax时为0—100m/min。 5）回转

①半径：50m；

②速度：0—0.5r/min； ③起制动时间： 4s； 6）运行（起重机整机行走）

①速度： 14/min； ②起制动时间： 5s；

7）起重机工作制： 中级（中等载荷，载荷系数Kp=0.250，使用年限15年）； 8）结构参数：经查表得：

⑴臂长L:根据回转半径R确定（L-R=1.5～2.0m）；

⑵吊挂位置比例长度L1、L2：⑶起重机塔架机构：

①l1 (卷扬滚筒中心距塔机回转中心距离)=550mm； ②l2（起重臂支点距塔机回转中心距离）=1300mm； ③l3（塔架截面宽度）=1500mm；

④l4（起重臂支点距卷扬滚筒中心高度）6500mm；

L1?0.4~0.7 L2三、机械结构设计

1、起重臂结构方案确定 1）起重臂长度L：

根据最大回转半径，上塔身宽度和构造要求而定。

已知： R=50m，l2?1.3m，lDE?1.5~2取lDE?1.8 列方程：l2?L?R?lDE；

得： L?R?lDE?lDE?50?1.8?1.3?50.5m

2）起重臂截面形式根据受力的构造要求而定：

本塔吊起重臂截面建议采用格构式等三角形形式。上弦和腹杆采用无缝圆钢管（可考虑用16Mn），下弦采用两个箱行截面，每个箱形截面对由两个角钢（或槽钢、钢板等）焊成，兼做小车轨道用（图2）。

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