1. Исходные данные и задачи проектирования

Для участка железной дороги со следующими

параметрами профиля пути:

• длина участка l_k, м;

• уклон i_k, ‰;

• радиус кривой R_k, м;

• длина кривой S_kpk, м;

Таблица 1.1 – Параметры профиля пути

Величина	Участки
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
lk	1800	1800	2200	800	600	1800	600	800	400	1000	1200	1900	1500	1700	1900
ik	0	6,8	5,4	5,9	0	–10,2	9,3	-8	-7,2	-4,8	0	2	3,2	2,8	0
Rk	–	-	1200	–	–	–	–	–	–	600	-	–	-	-	-
Skpk	-	-	1800	-	-	-	-	-	-	300	-	-	-	-	-

при движении

грузового поезда с параметрами локомотива:

• масса m_n, т – 180;

• длина l_n, м – 34;

• передаточное отношение тягового редуктора u – 4,5;

• количество тяговых двигателей k_dv – 4;

• марка (обозначение) дизеля – Д49 (16ЧН26/27);

• номинальная мощность дизеля P_д, кВт – 2080;

• номинальные обороты дизеля n, об/мин – 989;

• характеристика расхода топлива

параметрами асинхронного тягового двигателя:

• номинальное линейное напряжение питания U_nl, В – 1868;

• номинальный фазный ток I_nf, А – 217,6;

• мощность продолжительного режима P_nd, кВт – 240;

• число пар полюсов p – 3;

• номинальная частота тока статора f_n, Гц – 50;

• к.п.д. двигателя – 0,9;

• cos φ – 0,987;

• число витков фазы двигателя W_vf – 96;

• расчетная длина статора ls_ras, м – 230;

• диаметр расточки статора D_ср, м – 510;

• число пазов статора n_s – 72;

• диаметр колеса D_k, м – 1250;

• ширина коронки зубца статора b_zub, м – 0,0174;

• активное сопротивление фазы статора R_s, Ом – 0,0677;

• активное приведенное сопротивление

фазы ротора R_rp, Ом – 0,0645;

• индуктивное сопротивление фазы статора x_s, Ом – 0,534;

• приведенное индуктивное сопротивление

фазы ротора x_rp, Ом – 0,4332;

• количество фаз тягового двигателя m₁ – 3;

• величина воздушного зазора двигателя δ, мм – 1;

• реактивное сопротивление контура

намагничивания x₀, Ом – 3,5;

• номинальное скольжение ротора s_n – 0,0646;

• номинальная частота тока ротора f_2n, Гц – 0,549;

• номинальный момент двигателя M_n, Нм – 4835;

параметрами состава и параметрами движения поезда:

• общее количество вагонов n_об, – 35;

• 8-ми осных вагонов – 5;

• 6-ти осных вагонов – 10;

• 4-х осных вагонов – 20;

• масса состава m_c, т – 2400;

• установленная скорость движения поезда V_уст, км/ч – 80;

• допустимое ускорение движения a_доп, м/с² – 0,2;

решить тяговую задачу, определить кривые движения, а также энергетические показатели работы локомотива:

• скорость локомотива v(t);

• пройденный путь s(t);

• ток тягового генератора i(t);

• мощность P(t);

• касательную силу тяги Fk(t);

• расход топлива g(t);

выбрать тип тяговой передачи исходя из рода службы подвижного состава и его конструкционной скорости;

выполнить расчет основных параметров тяговой передачи:

• определить межосевое расстояние передачи a_ω;

• определить числа зубьев шестерни z₁ и зубчатого колеса z₂;

• уточнить передаточное отношение тягового редуктора u;

выполнить схему компоновки колесно-моторного блока, т.е. вписать тяговый двигатель и передачу в монтажный объем, ограниченный расстоянием между колесами и габаритом приближения верхнего строения пути;

выполнить расчет геометрических параметров зубчатого зацепления;

выполнить расчет прочности рамы тележки локомотива при действии комбинированной нагрузки от веса кузова и силы тяги методом конечных элементов:

• построить модель рамы тележки;

• построить расчетную схему и задать нагрузки;

• рассчитать значения напряжений и деформаций в элементах рамы.