МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра «Локомотивы»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине

«Теория и конструкция локомотивов»

на тему «Проектирование пассажирского тепловоза»

Вариант 07

Выполнил: ст. гр. ПС-11

Талаева А.У.

Проверил: доцент

Муратов А.В.

Самара 2014

РЕФЕРАТ

В настоящем курсовом проекте в соответствии с исходными данными определены важнейшие параметры проектируемого тепловоза, основные размеры его экипажной части, дана характеристика и описание оборудования, произведен прочностной расчет упругих элементов рессорного подвешивания, а также геометрическое и динамическое вписывание локомотива в кривые.

Курсовой проект содержит пояснительную записку из 22 листов, включающую 2 рисунка и 3 таблицы, а также графическую часть в виде 4 приложений на 6 листах. Библиографический список содержит 5 наименований.

Введение

Важным этапом проектирования тепловоза является проектирование его экипажной части. Она является определяющим фактором для выбора силового и вспомогательного оборудования. Для достижения заданных конструктивных параметров локомотива экипаж должен иметь вполне определенные геометрические и прочностные характеристики. Полученные в результате размеры тележки и жесткой базы, а также характеристики упругих элементов позволяют произвести геометрическое и динамическое вписывание тепловоза в заданные кривые. Вписывание дает интегральную оценку показателям безопасности и плавности движения локомотива и поэтому является неотъемлемой частью создания проекта нового локомотива.

Исходные данные

Род службы пассажирский

Эффективная мощность дизеля N_e, 2500 кВт

Максимальная нагрузка на ось 2П, 220 кН

Конструкционная скорость v_к, 140 км/ч

Расчетная скорость v_р, 20 км/ч

Радиус кривой для геометрического вписывания R_г, 100 м

Радиус кривой для динамического вписывания R_д, 400 м

Длина рессоры l, 1,2 м

Ширина листа рессоры b, 0,12 м

Толщина листа рессоры h, 0,016 м

Ширина хомута рессоры a, 0,11 м

Номинальный статический прогиб f_н(ст), 0,12 м

Диаметр пружины D_пр, 0,205 м

Наружный диаметр резинового амортизатора D_р, 0,22 м

Внутренний диаметр резинового амортизатора d_р, 0,07 м

Высота резинового амортизатора Н_р, 0,03 м

1. Определение основных параметров тепловоза

1.1. Касательная полезная мощность.

Касательная полезная мощность тепловоза, реализуемая на ободе колёс при условии установившегося движения, определяется по формуле:

N_k = N_eβη_n ,

β =0,95–коэффициент, учитывающий затрату мощности на обслуживание локомотива;

N_k = 2500·0,95 = 1995 кВт.

По данной касательной полезной мощности выбирается тип тепловоза.

Для тепловоза с электрической передачей постоянного или постоянно-переменного тока:

η_n=η_r·η_g·η_зп·η_ву,

η_n=η_r·η_g·η_зп·η_ву = 0,848 ,

где η_г = 0,94 – КПД главного генератора;

η_д = 0,93 – КПД тяговых электродвигателей;

η_зп = 0,98– КПД зубчатой передачи;

η_ву = 0,99– КПД выпрямительной установки.

1.2. Сцепная масса тепловоза.

Сцепная масса тепловоза характеризует его способность развивать необходимую силу тяги без проскальзывания колёс по рельсам:

,

_Н.

_{Где 2П - нагрузка от оси на рельсы, Кн}

_{Z – число сцепных осей тепловоза}

Число сцепных осей определяется исходя из касательной мощности тепловоза N_k и номинальной мощности тягового электродвигателя Р_ТЭД:

Тепловоз-прототип ТЭП 60. Р_ТЭД = 307 кВт.

,

Получившийся неокругленный результат z=6,49 показывает, что тепловоз склонен к боксованию.

1.3. Расчёт и построение тяговой характеристики тепловоза.

Сила тяги тепловоза при трогании с места и до пороговой скорости определяется по формуле:

F_ксц=10 _kM_сц ,

кН

где _k – коэффициент сцепления колёс с рельсами.

Для тепловозов коэффициент сцепления колёс с рельсами:

,

При трогании:

где V – скорость движения тепловоза, км/ч.

Для определения значений _k и затем F_ксц необходимо задаться значениями скоростей от 0 до 30 км/ч, с интервалом 5 км/ч.

Результаты расчётов сведём в таблицу 1.

Таблица 1