Городской электрический транспорт. Курсовое и дипломное проектирование
.pdf
При разработке конструкции городского электрического транспорта для привода ходовых систем применяются моторколесные приводы, состоящие из встроенного электромеханического привода внутри ведущего колеса со схемами исполнения 4×2, 4×4 и др.
В современных троллейбусах в большинстве случаев применяются конструкции ведущих мостов, основные типы которых представлены на рис. 8.3–8.5.
Рельсовый городской электрический транспорт, включающий вагоны трамвайные и метрополитена, имеет аналогичные электромеханические трансмиссии.
Для передачи вращающего момента, развиваемого тяговым двигателем, от его вала на ось колесной пары и уменьшения частоты вращения колесной пары служат зубчатые или карданноредукторные передачи, которые одновременно с уменьшением частоты вращения колесной пары увеличивают ее вращающий момент. Конструкция передачи и ее передаточное число зависят от типа и конструкции тягового двигателя, частоты его вращения и способа подвески.
Рис. 8.3. Ведущий мост для низкопольных троллейбусов
331
Рис. 8.4. Ведущий мост для низкопольных троллейбусов со смещенным приводом и дополнительной механической передачей
Прямая зубчатая передача (рис. 8.6, а) применяется на вагонах с опорно-осевым подвешиванием тягового двигателя
Она состоит из малой цилиндрической шестерни, насаженной на вал тягового двигателя, и зубчатого колеса, укрепленного на оси колесной пары.
332
Рис. 8.5. Ведущий мост универсальный
Карданно-редукторная передача (рис. 8.6, б–д) применяется при рамном подвешивании тягового двигателя. Вращение от вала тягового двигателя на ось колесной пары в этом случае передается через карданный вал 5 или упругую муфту и редуктор 6. Редуктор представляет собой одноили двухступенчатую зубчатую передачу, смон-тированную в отдельном корпусе.
а |
б |
в |
333
г |
|
|
|
д |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 8.6. Кинематические схемы передаточных механизмов:
а – прямая зубчатая передача (вагон МТВ-82а); б – карданно-редукторная передача
сцилиндрическим редуктором (вагон МТВ-826); в – карданно-редукторная передача
сконическим редуктором (вагоны КТМ-5МЗ, Т-3); г – карданно-редукторная передача
сконическо-цилиндрическим редуктором (вагоны РВЗ-6 и ЛМ-68М); д – карданноредукторная передача с цилиндрическо-коническим редуктором (вагон Т-3): 1 – тяговый двигатель; 2 – малая цилиндрическая шестерня; 3 – зубчатое колесо; 4 – ось
колесной пары; 5 – карданный вал; 6 – редуктор
Таблица 8.1
Рекомендуемые нагрузочные режимы ГЭТ
Характеристики |
Для точного расчета |
Для укрупненного |
|
нагрузки ГЭТ |
расчета |
||
|
334
|
|
|
|
Рас- |
|
|
Расчет |
|
|
|
Время, |
Нагруз |
четная |
Время, |
Нагруз |
ная |
|
|
|
ка, % |
нагр., |
ка, % |
нагр., |
|||
|
|
% |
от ном. |
% от |
% |
от ном. |
% от |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
ном. |
|
|
ном. |
|
1. |
Ненагруженный |
6,0 |
0–10 |
5 |
27 |
0–30 |
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
Малонагруженный |
21 |
10–30 |
20 |
– |
– |
– |
|
3. |
Заняты все сидячие |
32 |
30–60 |
45 |
32 |
30–60 |
45 |
|
места |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||
4. |
Умеренная нагрузка |
24 |
60–90 |
75 |
34,7 |
60–100 |
65 |
|
5. |
Номинальная |
10 |
90–110 |
100 |
– |
– |
– |
|
нагрузка |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||
6. |
Типовая нагрузка |
6 |
110–140 |
125 |
7 |
Св. 100 |
125 |
|
7. |
Предельная |
1 |
Св. 40 |
По рас- |
– |
– |
– |
|
нагрузка |
чету |
|||||||
|
|
|
|
|
||||
8.2.Расчет планетарных передач
8.2.1.Общие сведения о планетарных передачах
Планетарная зубчатая передача – механизм для передачи и преобразования вращательного движения, содержащий зубчатые колеса с перемещающейся осью вращения хотя бы одного из них.
На рис. 8.7 приведены схемы простейших трехзвенных планетарных механизмов (ТПМ). Каждый ТПМ содержит центральные колеса a и b (a – меньшее колесо), оси которых неподвижны, сателлиты g, f – колёса с перемещающимися осями и водило H – звено, в котором установлены сателлиты.
Особенности ТПМ – многопоточность передачи энергии несколькими сателлитами. Поэтому планетарные передачи имеют малые габариты и массы.
335
318
а |
б |
в |
г |
Рис. 8.7. Простейшие трехзвенные планетарные механизмы:
а – с одновенцовыми сателлитами; б – с парными сателлитами; в и г – с двухвенцовыми сателлитами
Свойства ТПМ в основном характеризует передаточное отношение iabН при мысленно остановленном водиле:
iН |
a |
Н |
const . |
|
|
||
ab |
|
|
|
|
b |
Н |
|
Характерный параметр |
iН |
– |
внутреннее передаточное |
|
ab |
|
|
отношение. Из этого выражения следует уравнение кинематической связи
1 iН |
iН . |
ab |
ab |
Это уравнение кинематической связи по структуре остается неизменным, если за характерный параметр взять передаточное отношение между двумя любыми основными звеньями механизма при остановленном третьем. В ТПМ с p, q, r в качестве
характерного параметра применяется передаточное отношение irpq . Тогда получим уравнение кинематической связи:
1 irpq 
irpq
.
Модуль внутреннего передаточного отношения называют конструктивным параметром k:
iН |
k |
iН |
> 0 ; |
ab |
|
ab |
|
iН |
k |
iН |
< 0 . |
ab |
|
ab |
|
У ТПМ с одновенцовыми сателлитами и с парными сателлитами (рис. 8.7, а и б соответственно)
kzb . za
319
У ТПМ с двухвенцовыми сателлитами (рис. 8.7, в и г)
|
z |
|
zg |
|
k |
b |
|
|
. |
za |
|
z f |
||
При помощи уравнения кинематической связи решаются следующие задачи:
1. Определение передаточных отношений ТПМ, если он является редуктором:
iaН 1 iabН ;
i Н 1
ibН ab . iab
2. Определение относительных угловых скоростей сателлитов:
za |
( |
) ; |
|
|
|||
zg |
|
||
zb |
( |
) . |
|
|
|||
z f |
|
||
Здесь знак «плюс» соответствует внутреннему зацеплению, а знак «минус» – внешнему.
8.2.2. Определение моментов, действующих на звенья трехзвенного планетарного механизма
Из условия равновесия и закона сохранения энергии получим
Ma |
Mb |
M Н |
0 ; |
(8.1) |
Ma a |
Mb b |
M Н |
Н 0 . |
(8.2) |
320
Подставив выражение M Н |
|
Ma |
|
Mb |
в уравнение (8.2), найдем |
|
Ma ( a |
Н ) Mb ( b |
Н ) 0 . |
||||
Тогда |
|
|
|
|
|
|
|
iН M |
a |
M |
b |
0 . |
|
|
ab |
|
|
|
||
Подставив в уравнение равновесия (8.1) выражение Mb 
iabН Ma , получим
(1 iabН )Ma M Н 0 .
Если вместо передаточного отношения iabН использовать конст-
руктивный параметр, то полученные предыдущие выражения принимают вид
kMa |
Mb |
0; |
|
(1 k)Ma |
M Н |
0 . |
|
Верхний знак принимают, если iН < 0 ; нижний знак – при iН |
> 0 . |
||
|
ab |
ab |
|
8.2.3.Момент блокировочных фрикционов
Впланетарной передаче блокировочный фрикцион (БФ) может соединять два основных звена, принадлежащих к одному или разным ТПМ. Если включить БФ при заторможенном ведомом
звене ( x 0 ), то вся энергия, подводимая к ведущему валу, будет поглощаться работой трения БФ:
M0 0 Mф |
|
, |
где M 0 – момент на ведущем звене; |
|
|
– угловая скорость ведущего звена; |
|
|
321
