Параметры тягового редуктора: передаточное число зубчатой передачи, число зубьев ведущей и ведомой шестерён

рассчитать и построить электротяговые характеристики КМБ, тяговую характеристику тепловоза и экономические характеристики.

При расчёте охлаждающего устройства нужно определить количество секций радиатора, температуры охлаждающих жидкостей и воздух на выходе из секций, требуемый расход воздуха через секции, подачуциркуляционного насоса, а так же основные параметры вентилятора - создаваемый напор, требуемую подачу, диаметр колеса, частоту вращения, потребляемую мощность, а так же рассчитать теплообменник - требуемую поверхность теплообмена, общую длину трубок, их количество.

Спроектировать размещение оборудования на тепловозе.

Произвести геометрическое и динамическое вписывание в кривой участок пути.

Начертить общий вид тепловоза М62.

1      РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ

ХАРАКТАРИСТИК ПРОЕКТНОГО ТЕПЛОВОЗА

1.1  Расчет параметров тягового редуктора

Крутящий момент с вала тягового электродвигателя (ТЭД) на колесную пару передается через зубчатый одноступенчатый цилиндрический редуктор.

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

Передаточное число определяется по формуле

(1)

где –	конструкционная скорость движения тепловоза, =105км/ч;
–	диаметр колеса, =1,05м;
–	максимально-допустимая частота вращения якоря ТЭД, принимаемая в расчетах, =2250 об/мин.

Подставляя численные значения, получим

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

(2)

где А–	длина централи, =468,8мм;
–	модуль зубчатого зацепления, =10;
–	числа зубьев ведущей и ведомой шестерен.

Числа зубьев ведущей шестерни  и ведомого зубчатого колеса  определяются из совместного решения двух уравнений

(3)

(4)

Подставляя численные значения и решая совместно систему, получим

Принимаем значения z₁=18 и z₂=76.

Окончательно устанавливаем передаточное отношение

Произведем перерасчет максимально допустимой частоты вращения якоря ТЭД ,n_дmax, в соответствии с полученным значением передаточного отношения i.

(5)

Определим длительную частоту вращения якоря ТЭД

Проверка расстояния между нижней частью кожуха и головки рельса определяется по формуле

(6)

где С–

расстояние от торца зубьев ведомого колеса до нижней поверхности кожуха, С=20мм;

–	диаметр делительной окружности ведомого колеса, мм,

(7)

Тогда

Так как Δ=125мм вкладывается в указанный предел, следовательно можно разместить ведомое зубчатое колесо с кожухом в нижней части габарита подвижного состава.

1.2     Расчет электромеханических и электротяговых характеристик колесно-моторного блока (КМБ)

Электротяговыми характеристиками КМБ называют зависимости касательной силы тяги и скорости движения тепловоза от величины тока нагрузки  

Для построения внешней характеристики генератора, без которой нельзя построить электромеханические характеристики ТЭД, поступают следующим образом.

Находим длительную мощность генератора

(8)

где–	эффективная мощность дизеля, =1650кВт;
–	КПД генератора, =0,96;
–	коэффициент, учитывающий затраты мощности на вспомогательные нужды.

Коэффициент  определяется из выражения

(9)

где–	мощность, затрачиваемая на привод вспомогательных агрегатов, кВт.

Приближенно затраты составляют 8-12% от эффективной мощности.

Подставляя численные значения, определим длительную мощность генератора

Определим длительные параметры тягового генератора

(10)

где –	максимальное напряжение генератора, рекомендуется принимать в пределах 700-950В;
–	относительное значение максимального напряжения.

Для определения  находим относительные значения максимальной скорости движения тепловоза, при которой используется полная мощность дизеля

(11)

где –	максимальная скорость движения, =105 км/ч;
–	длительная (расчетная) скорость, =30 км/ч.

По универсальной характеристике ТЭД [1] для значения  по кривой  полагая, что  для ослабления поля , находим значение при котором используется полная мощность дизеля. Для полученного значения  по универсальной характеристике генератора [1] определим . Относительное значение максимального напряжения получается =1,28.

Подставив полученное значение  в выражение (10), получим

Длительный ток генератора

(12)

Расчет электромеханических характеристик ТЭД проектного тепловоза ведем следующим образом

Определяем длительную мощность ТЭД

(13)

где к–

количество ТЭД, к=6.

Длительная сила тяги одного КМБ

(14)

где –

КПД электродвигателя при длительном режиме, =0,915.

Длительный вращающий момент ТЭД

(15)

где –

КПД зубчатой передачи тягового редуктора, =0,975.

Длительная частота вращения ТЭД

(16)

где –

максимальная частота вращения ТЭД, =2221об/мин;

Длительное значение тока нагрузки ТЭД  проектного тепловоза при параллельном соединении ТЭД

(17)

Подставляя численные значения, получим

Электромеханические характеристики ТЭД проектного тепловоза определяются из соотношений

(18)

(19)

(20)

Для каждого значения  по универсальным характеристикам ТЭД [1] определим  и .

Значение силы тяги КМБ определяется из выражения

(21)

Скорость движения тепловоза

(22)

Расчет электромеханических характеристик КМБ тепловоза М62 представим