4.Определение основных параметров зубчатой передачи

Габаритные размеры ТЭД весьма ограничены, поэтому их необходимо связывать с основными параметрами зубчатой передачи.

При опорно-осевом подвешивании (рис.5) ТЭД опирается жестко одной стороной на движущуюся ось колесной пары 2 при помощи моторно-осевых подшипников; другой стороной опорным приливом 3 упругую через пружинную подвеску 4 на раму тележки 5. Крутящий момент ТЭД передается парой зубчатых колес. Ведущая шестерня 6, напрессованная на конических хвостовик якоря ТЭД, находится в зацеплении с ведомым зубчатым колесом 7, напресованным на ось 2 или ступицу колесного центра. Кожух 8 состоит из двух разъемных половин и крепится к ТЭД.

При опорно-осевом подвешивании двигателя размеры его ограничиваются расстоянием между внутренними гранями бандажей колесных пар и наименьшим расстоянием от корпуса двигателя до головки рельса «a». Чтобы увеличить его(и возможные габариты двигателя), размещают на ось ТЭД несколько выше оси колеса. Для тепловозных ТЭД размер «x» выбирают в пределах 20-40 мм.

Частоты вращения якоря ТЭД в продолжительном режиме работы n_н об/мин и соответствующая скорость тепловоза V_р , км/ч связаны выражением:

n_н =5,3*10^3* i*V_р / D_вк

n_н=5,3*10³*4,7*29,7/1250=591,9 ,

где i - передаточное число тягового редуктора;

D_{вк —} диаметр движущего колеса, мм.

Передаточное число тягового редуктора (ТР):

i = D_з/d_з =Z_з/z_з

i = 970/206,4=4,7≈5 ,

где D_з и d_з - диаметры делительных окружностей большого и малого зубчатых колес, мм;

Z_з и z_з - их число зубьев соответственно.

Передаточное число целесообразно иметь большим , так как при этом будет наибольшая частота вращения и наименьший номинальный вращающийся момент М_н , а следовательно, наименьшие размеры и масса двигателя.

Диаметр делительной окружности, мм:

D_з=D_вк-2*(h^' + h'')

D_з= 1250-2*(120+20)=970.

Необходимо , чтобы h^' ≥120 мм, h'' =20-25 мм. Предварительную величину d_з определяем, задавшись i=4,7 для тепловозов при D_вк =1250 мм :

d_з= D_з / i

d_з =970/4,7 =206,4 .

Затем выбираем модуль зацепления зубчатых колес тягового редуктора в зависимости от номинального момента на валу ТЭД.

Номинальный момент определяется по формуле, кН:

М_н = F_p* D_вк*10^-3 / 2*i*η_зп*m

М_н =300*1250*10³*10^-3/2*5*0,985*10=3807≈4000 ,

где η_зп =0,985 — КПД тягового редуктора.

Уточним величину

i = Z_з/z_з

i = 97/20=5,

где Z_з = D_з/m , Z_з =970/10=97, а

z_з = d_з/m , z_з =206,4/10=20.

Определяем централь (расстояние между вертикальными осями ведомого колеса и ведущей шестерни тягового редуктора), которая при обычно применяемой коррекции зацепления(для большого колеса ξ=0,а для малого ξ=+0,5) равна:

Ц=m/2*(Z_з+z_з)+0,5*m

Ц=10/2*(97+20)+0,5*10=590.

Централь опорно-осевой подвески должна быть увязана с диаметром якоря (в мм), который предварительно определяем по формуле:

D_я =k_я*(√P_пд/n_н )

D_я =600*(√387,4/614,8)=476 ,

где k_я =600 для ТЭД с изоляцией класса F.

вписывание ТЭД в отпущенные для него габариты под тепловозом обеспечивается, если при опорно-осевой подвеске :

D_я ≤ 1,15Ц

476 ≤ 678,5 ,

условие выполняется. Принимаем диаметр якоря D_я = 493.

Правильность принятого D_я проверяем по допустимой максимальной окружной скорости якоря V_яmax , имеющей место при максимальной (конструкционной) скорости локомотива, м/с :

V_яmax=(π *D_я *n_max)/ 60 ≤ 65-70

V_яmax=(3,14*0,493*2544)/60=65,

неравенство выполняется ,следовательно, диаметр принят верно,

где n_max =n_н *( V_max /V_p)

n_max =614,8*(120/29,7)=2544

Далее определяем высоту корпуса ТЭД, мм:

В =D_я /0,58÷0,64

В=493/0,60=821,6.

Расстояние от корпуса ТЭД до головки рельса, мм:

а =(D_вк/2+x)-В/2

а=(1250/2+30)-821,6/2=244,2 ,

где x =20÷40 мм.

Определяем частоту вращения якоря ТЭД в продолжительном режиме, об/мин:

n_н =5,3*10³*(i/ D_вк) *V_р

n_н =5,3*10³*(5/1250)*29=614,8.