2.2. Содержание отчета
В отчет должны быть включены:
расчетная схема колесной пары;
описание методики расчета колесной пары.
3. Расчет колесной пары электровоза на прочность (практические занятия 4, 5)
Цель занятий - научиться рассчитывать колесную пару электровоза на прочность.
3.1. Исходные расчетные данные
Нагрузка от оси на рельсы 2ПСТ, кН ………………………..230
Статическая нагрузка от веса обрессоренной части, кН………….…..210
Статическая нагрузка от веса обрессоренной части на одну буксовую шейку Рст, кН…………………………………………………………..................105
Высота точки приложения силы ветра hw, м………………………...…2,0
Площадь боковой поверхности надрессоренного строения
электровоза S, м………………………………………………………..…50
Расстояние между серединами буксовых шеек Со. м……………….2,136
Высота точки приложения центробежной силы hg, м…………………2,7
Скорость электровоза ν, км/ч ……………………..…100
Радиус кривой R, м ……………………..…650
Вес одной секции электровоза, кН ……………………..…920
Расчетная сила тяги одной колесной пары для электровоза постоянного тока FKП, кН,
(3.1)
Диаметр движущих колес DK, м ……………………….1.25
База подвески тягового двигателя L, м ...………………………1,2
Радиус большого зубчатого колеса R3, м ...……………………0,490
3.2. Определение основных расчетных параметров
Определение основных расчетных параметров представим в виде табличных данных (табл. 3.1-3.3).
Таблица 3.1. Расчетные усилия
1. Нагрузка на внешнюю шейку оси колесной пары по отношению к кривому участку пути, Н |
Р' |
|
2. Нагрузки на внутреннюю по отношению к кривой шейки, Н |
Р" |
|
3. Динамические составляющие колес колесной пары от колебаний надрессоренного строения, Н |
, |
|
4. Горизонтальная сила от действия ветра, Н |
Pw |
|
5. Сила действия ветра, Н |
|
|
6. Нагрузки на буксовые шейки от действия непогашенной центробежной силы, Н |
Рс |
|
7. Сила непогашенного ускорения, Н |
|
|
8. Сила инерции буксового узла, Н |
|
|
9. Сила, передающаяся от зубчатых колес на ось колесной пары, Н |
|
|
10. Сила, действующая на ось колесной пары через моторно-осевые подшипники, Н |
|
|
10.1 Реакция ведущей шестерни, Н |
|
|
10.2 Составляющая веса тягового двигателя, опирающаяся на ось колесной пары, Н |
|
|
10.3 Сила инерции тягового двигателя, Н |
|
|
11. Сила, действующая на ось колесной пары через моторно-осевые подшипники, Н |
, |
|
12. Боковое давление рельса набегающего колеса, Н |
|
|
13. Горизонтальная поперечная сила, передающаяся колесной паре от рамы тележки, Н |
|
|
14. Поперечная сила инерции колесной пары, возникающая при прохождении горизонтальных неровностей пути, Н |
|
|
15. Поперечная составляющая силы трения внутреннего колеса о рельс, Н |
|
|
16. Максимальное значение силы тяги колесной пары по условиям сцепления, Н |
|
|
17. Коэффициент сцепления. |
|
|
18. Крутящий момент, действующий на ось колесной пары на участке между колесами, Н·м. |
|
|
19. Расчетный момент по третьей теории прочности, Н·м. |
|
|
20. Коэффициент запаса прочности. |
|
|
Проведем расчет моментов изгибающих ось в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Результаты расчета представлены в табл. 3.2.
Таблица 3.2 – Расчет изгибающих моментов в сечениях оси колесной пары.
Сечение |
Силы, действующие на расчетные сечения, кН |
Расстояние от точки приложения расчетного сечения, м |
Изгибающий момент, кН·м |
1 |
2 |
3 |
4 |
Изгибающий момент в вертикальной плоскости |
|||
1 – 1 |
|
|
|
2 – 2 |
|
|
|
3 – 3 |
|
|
|
|
|
|
|
4 – 4 |
|
|
|
|
|
||
|
|
||
5 – 5 |
|
|
|
|
|
||
|
|
||
|
|
||
6 – 6 |
|
|
|
|
|
||
|
|
||
|
|
||
7 – 7 |
|
|
|
|
|
||
|
|
||
|
|
||
|
|
||
8 – 8 |
|
|
|
|
|
||
|
|
||
|
|
||
|
|
||
Изгибающий момент в горизонтальной плоскости |
|||
1 – 1 |
|
|
|
2 – 2 |
|
|
|
3 – 3 и т.д. |
|
|
|
Рассчитаем результирующие расчетные моменты в оси колесной пары и определим действующие значения (табл. 3.3).
Таблица 3.3 – Расчет результирующих моментов в сечениях оси колесной пары и напряжений.
Сечение |
Вертикальный момент,
кН·м |
Горизонтальный момент,
кН·м |
Крутящий момент,
кН·м |
Результирующий момент,
кН·м |
Диаметр вала,
м |
Момент сопротивления, W,
|
Напряжение, σ, мПа |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
1 – 1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 – 2 |
|
|
|
|
|
|
|
3 – 3 |
|
|
|
|
|
|
|
4 – 4 |
|
|
|
|
|
|
|
5 – 5 |
|
|
|
|
|
|
|
6 – 6 |
|
|
|
|
|
|
|
7 – 7 |
|
|
|
|
|
|
|
8 – 8 |
|
|
|
|
|
|
|
