МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
БРЯНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Подвижной состав железных дорог»
Контрольная работа по дисциплине
«Теория тяги поездов»
Номер варианта 09
Студент гр.: 11-СЖД-1 Нестеренко Н.
Руководитель: Михальченко Г.С.
Дата выдачи " ___ " _________ 20 __ г.
Дата сдачи " ___ " _________ 20 __ г.
Брянск 2013
Оглавление
Раздел I. Сила тяги и тяговые характеристики локомотива…………………………………...………………………………3
Задача№1………………………………………………………………………..20 РАЗДЕЛ Ii. СИЛЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЮ ПОЕЗДА………22 Задача №2………………………………………………………………………31 РАЗДЕЛ IIi. ТЯГОВЫЕ РАСЧЕТЫ…………………………………………34 1. Определение веса состава...............................................................................34 2. Подготовка профиля пути для выполнения тяговых расчетов……………35 3.Расчет и построение диаграммы равнодействующих сил……………37 4. Расчет скоростей движения и времени хода поезда по участку пути……40 список рекомендуемой литературы…………………………….43
Раздел I. Сила тяги и тяговые характеристики локомотива
1. Опишите, какие продольные силы действуют на поезд в зависимости от режима движения поезда.
В
процессе движения поезда на него
действуют различные внутренние и внешние
силы. Как известно из механики, внутренние
силы уравновешиваются внутри системы
и не влияют на её движение. На характер
поступательного движения влияют только
внешние силы или их составляющие,
направленные по ходу движения или в
противоположную сторону. Такими внешними
силами, действующими на механическую
систему – поезд, являются сила тяги
,
развиваемая локомотивом, тормозная
сила 
,
возникающая при включении тормозов, и
силы сопротивления движению W,
к которым относят все остальные внешние
силы. Все силы приложены к плоскости
головок рельсов (рис.1).
Рис.1. Силы, действующие на поезд.
- масса вагона
- масса локомотива
- масса состава
- масса поезда
= +
Одновременно три составляющие ускоряющей силы на поезд не действуют. В зависимости от того, какие силы действуют в данный момент на поезд, различают следующие режимы движения:
- режим тяги, когда действуют сила тяги и силы сопротивления движению W;
- режим холостого хода (выбега) при отсутствии сил тяги и торможения, когда на поезд действуют только силы сопротивления движению;
- режим торможения, когда к силам сопротивления движению прибавляется тормозная сила .
2. Дайте общий вид уравнения движения поезда для основных режимов движения поезда.
Общий вид уравнения движения поезда:
- W
-
= (
+
)∙
Для основных режимов движения поезда:
1. Режим тяги = 0
- 
= (
+
)∙
2. Режим холостого хода (выбега) = 0 , = 0
- = ( + )∙
3. Режим торможения = 0
- - = ( + )∙
3. Поясните, как образуется сила тяги локомотива применительно к системе «колесо-рельс».
При прохождении тока по обмоткам тяговых электродвигателей на электроподвижном составе и тепловозах с электрической передачей возникает вращающий момент за счёт взаимодействия тока в проводниках обмотки якоря с магнитным потоком, создаваемым катушками главных полюсов. Он передаётся на колесную пару через зубчатую передачу (редуктор). Однако одного вращающего момента недостаточно для создания силы тяги. Возникающие при этом силы являются внутренними относительно поезда и не могут вызывать его поступательного движения. Для начала поступательного движения необходимо за счёт действия внутренних сил вызвать внешние силы за счёт сцепления колес с рельсами.
Рис.2. Схема образования силы тяги.
На
рис.2 показано колесо, к которому приложен
вращающий момент 
можно заменить парой сил 
,
.
Сила
приложена к центру О, а сила
- в точке А его касания с рельсом. Под
действием сил
и 
возникают равные им и противоположно
направленные реакции со стороны рельса,
обозначенные силами F
и R,
которые являются внешними относительно
поезда. Сила R
направлена перпендикулярно направлению
движения и не влияет на его характер.
Сила реакции F,
направленная по движению поезда и
возникшая под действием вращающего
момента и сцепления колеса с рельсом,
является силой тяги. За счёт сцепления
колеса с рельсом возникает необходимый
упор, отталкиваясь от которого колесо
начинает движение. Поскольку в точке А
колесо за счёт сил сцепления не
перемещается, под действием силы
оно начинает поворачиваться относительно
точки А – мгновенного центра вращения.
Так как мгновенный центр вращения при
этом перемещается по поверхности головки
рельса слева направо, центр колеса
(точка О) поступательно движется в этом
же направлении. Сила
стремится сместить точку А влево, а сила
F
мешает. При отсутствии скольжения
= F.
и F
уравновешивающие друг друга силы.
становится внешней силой и колесо
катится и через буксу и другие элементы
передается на кузов. Это происходит
тогда, когда в точке А действует сила
F
– касательная сила тяги.