2. Расчет параметров тягового редуктора проектного тепловоза

С вала тягового электродвигателя крутящий момент пе­редается на колесную пару через зубчатый цилиндрический ре­дуктор.

Основным параметром, оказывающим влияние на тяговые свойства колесно-моторного блока в целом, является переда­точное число зубчатой передачи этого редуктора.

Передаточное число 𝜇 представляет собой отношение кру­тящего момента на ободе колеса к моменту на валу ТЭД, опре­деляемое при длительном режиме работы колесно-моторного блока (КМБ),

, (5)

где - длительная сила тяги КМБ, кН;

- длительный крутящий момент ТЭД, кН м;

D_K - диаметр колеса, м.

Величины и могут быть определены из вы­ражений:

; (6)

; (7)

; (8)

где - мощность одного ТЭД, кВт;

- расчетная скорость движения тепловоза, км/ч;

- длительная частота вращения якоря ТЭД,

где - максимально допустимая частота вращения якоря ТЭД, принимаемая в расчетах равной 2200/2300 мин^-1.

Подставляя выражения (6, 7 и 8) в формулу (5), получим:

.

Передаточное число , определенное по формуле, при­веденной выше, не только обеспечит параметры , при длительном режиме, соответствующем длительной ско­рости движения тепловоза, но и обеспечит условие прочнос­ти ТЭД, частота вращения якоря которого при конструкци­онной скорости не превысит допустимого значения .

Окончательное значение передаточного числа устанав­ливается с учетом принятой длины централи А, которая пока­зывает расстояние между осями якоря ТЭД и колесной пары:

,

где - длина централи, мм;

- модуль зубчатого зацепления;

- числа зубьев ведущей и ведомой шестерен.

Для тепловозных тяговых передач модуль зубчатого зацеп­ления т, представляющий собой отношение диаметра делитель­ной окружности к числу зубьев шестерни, принимают равным 10.

Числа зубьев ведущей шестерни Z₁ и Z₂ ведомого зубчато­го колеса определяют из совместного решения двух уравнений:

После уточнения чисел зубьев окончательно уста­навливают передаточное число .

Учитывая, что КМБ имеет габаритные ограничения, следует проверить возможность размещения в нижней части габарита под­вижного состава ведомого зубчатого колеса с кожухом по формуле

мм,

где С - расстояние от торца зубьев ведомого колеса до нижней поверхности кожуха (С= 18÷25 мм);

d₂ - диаметр делительной окружности ведомого

колеса мм, d₂ = mZ₂,

здесь m - модуль зацепления (m=10).

2. Расчет и построение электромеханических характеристик проектного тепловоза

Если электромеханические характеристики тягового двигателя тепловоза - образца отличаются от характерис­тик проектного тепловоза мощностью ТЭД, передаточным отношением, степенью ослабления магнитного поля, расчет­ной скоростью, диаметром колес и т.д., то их следует пере­строить, используя следующие выражения

; (9)

; (10)

. (11)

Таким образом, построение электромеханических харак­теристик ТЭД проектного тепловоза: и следует производить в следующей последова­тельности:

1. Задаться несколькими значениями тока тягового дви­гателя тепловоза - образца .

2. По электромеханическим характеристикам ТЭД теп­ловоза - образца для принятого значения выбрать и

3. Для заданного значения определить , , используя выражения 9, 10 и 11.

4. Выполнить операции для всего рабочего диапазо­на частот вращения якоря ТЭД и для трех режимов рабо­ты: ПП; ОП1; ОП2.

Рассмотрим применение приведенной методики на примере:

=800А, ; ;

; ; ; ; .

Тогда имеем:

Полное поле ПП

При = 885 мин^--1; = 0,973 _* 885 = 861 мин^--1 ;

ослабленное поле ОП1

При =1133мин^--1; = 0,973 _* 1133 = 1102мин^--1 ;

ослабленное поле ОП2

При = 1547 мин^-1; = 0,973 _* 1547 = 1505мин^--1 ;

полное поле ПП

При = 4,41 кН _* м; кН_*м ;

ослабленное поле ОП1

При = 3,45 кН _* м; кН_*м ;

ослабленное поле ОП2

= 2,52 кН _* м; кН_*м ;

=800А; = 0,988 - 800 = 790,6А .

Для рассматриваемого примера электротехнические характеристики проектного тепловоза приведены на рис.1.

Рис.1. Электромеханические характеристики ТЭД