机械5

摘要 自新中国成立以来，我国的铁路运输和海上运输进入快速发展阶段，由于门式起重机具有在露天环境中工作的独特优势，使得它在海、陆运输方面有其他设备无法替代的作用，因而，如何使门式起重机结构更加合理，使用起重机更加方便,就具有非常重要的实际应用意义。本次设计的门式起重机是为了方便使用者能够在火车站站台上装卸货物而提高效率,减轻工人们的工作强度,改善员工的正常工作条件，是火车站起重运输的主要机械。 本次设计是为20t A型门式起重机结构设计，然后对主梁进行有限元分析。首先，根据所给定的数据对A型门式起重机进行分析，然后对起重机结构设计，包括主梁、支腿、下横梁的横截面，对主梁施加载荷,开始对强度、刚度、稳定性校核,最后使用SolidWorks软件画出主梁的所有零件，再装配起来然后通过ANSYS软件对模型承载的情况进行仿真分析，针对满载起重机的状态下，载荷分别作用于主梁的中部和悬臂的极限部位进行仿真分析，得到应力云图和变形分布图。 关键词：门式起重机；结构设计；有限元分析 目录 1绪论1 1.1门式起重机结构简介1 1.2发展现状和发展趋势2 1.3研究目的和意义4 2总体设计5 2.1总体设计5 2.1.1材料选择6 2.1.2总体结构设计6 2.1.3设计参数7 2.2主梁、支腿、下横梁截面形状的确定8 2.3截面惯性矩验算12 3主梁计算13 3.1载荷及内力计算13 3.1.1载荷计算13 3.1.2内力计算18 3.2主梁的强度25 3.2.1主梁弯曲应力验算25 3.2.2主梁支撑处的剪力29 3.2.3主梁疲劳强度30 3.3主梁的稳定性30 3.4主梁刚度设计计算34 3.4.1主梁跨中简支刚架静刚度计算35 3.4.2小车悬臂简支刚架静刚度计算35 3.4.3主梁水平静刚度计算36 3.4.4悬臂的水平静刚度36 3.4.5主梁动刚度36 4支腿平面内刚架的设计38 4.1刚性腿侧计算38 4.2结构弯矩计算39 5支承架设计及计算41 5.1支撑架刚度计算41 5.2支撑架的小车轨顶处位移46 5.3整体稳定性计算52 6螺栓连接强度计算53 6.1马鞍的连接强度计算53 6.2支腿与横梁的连接计算54 6.3主梁在跨中的连接计算55 6.4主梁盖板的螺栓连接56 7门式起重机的有限元分析57 7.1 solidworks及有限元软件介绍57 7.2主梁的有限元分析58 参考文献67 致谢68