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

Оборудование равномерно распределяется по всему тепловозу, для обеспечения  равномерного распределения массы  по всему тепловозу.

Компоновка оборудования проектного тепловоза выполняется на формате А1.

4     ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ ВПИСЫВАНИЕ ТЕПЛОВОЗА В КРИВОЙ

УЧАСТОК ПУТИ

Геометрическое вписывание заключается в вычерчивании экипажа в кривой с таким искажением, при котором боковые зазоры между гребнями бандажей и головками рельсов, а также отклонение базы экипажа от рельсовых кривых представлены в натуральную величину или в масштабе, по которому можно достаточно точно определить их величину.

Радиус наружного рельса для построения, м

(58)

где Rг –	минимальный радиус кривого участка пути, Rг = 112 м;
n –	коэффициент искажения, n = 10;
m –	масштаб, m = 5.

Радиус внутреннего рельса, м

(59)

где 2s –	зазор между внешними гранями гребней бандажей и внутренними гранями головки рельса, 2s = 16 мм;
D –	уширения колеи в кривом участке пути, согласно ПТЭ при Rг < 300 м, D = 15 мм.

Величина искажения базы тепловоза и тележки

		(60)
где L –	база тепловоза, L = 9630 мм (для 2ТЭ116);
В –	база тележки, В = 3700 мм.

Действительный угол поворота тележки

(61)

где ai –

угол, измеренный на чертеже( рисунок 5).

Полученные углы не превышают допустимые значения, т.е. меньше 3°. Вписывание тепловоза в кривую заданного радиуса обеспечено.

5      ДИНАМИЧЕСКОЕ ВПИСЫВАНИЕ ТЕПЛОВОЗА В КРИВОЙ УЧАСТОК ПУТИ

Решение задач динамического вписывания предусматривает определение максимальной скорости движения локомотива в кривой , при которой обеспечивается безопасность движения и комфортабельности для обслуживающего персонала и пассажиров. Безопасность движения оценивается критериями безопасности, которые характеризуют величины боковых усилий на рельсы и упругое отжатие рельсов под действием этих усилий.

Критерием комфортабельности является величина непогашенного ускорения a_н. Его величина не должна быть больше 0,7 м/с². Это – максимальное ускорение, при котором человек не испытывает чувства страха при входе экипажа в кривую.

Наибольшая (допускаемая) скорость движения локомотива в кривой определяется из условия комфортабельности по наибольшей величине непогашенного ускорения a_н = 0,7 м/с²,

(62)

где h –

возвышение наружного рельса, h = 130 мм.

Составим уравнения равновесия для упрощенной схемы тележки проектного тепловоза (рисунок 6): для передней тележки

 

(63)

Для тележки в положении наибольшего перекоса полюсное расстояние определим по формуле

(64)

где b –	база тележки, 3700 мм;
Rд–	радиус кривой для динамического вписывания, 475 м;
2s+D	ширина колеи зазора, 0,016 м.

(65)

Из упрощенной схемы тележки (рисунок 6) – х₂ = 2,05 м, х₃ = 0,2 м .

По графикам [1, рисунок 15] находим – r₁= 3,8 м, r₂ = 1,83 м, r₃ = 0,83 м, cos a₁ = 0,98, cos a₃ = 0,3 sin a₂ = 0,94.

Угол поворота тележки для передней тележки определим по формуле

(66)

Определим величины входящие в систему уравнений (63)

Сила от возвышения наружного рельса

(67)

где G –	часть веса тепловоза, приходящаяся на тележку, 705 кН;
2S –	расстояние между кругами катания бандажей колес, 1,6 м.

Средние значения сил трения в опорных точках колес считаются равными для всех колесных пар тепловоза. Приближенно они могут быть определены по формуле

(68)

где 2П –	статическое давление от колесной пары на рельсы, 230 кН;
¦тр –	коэффициент трения между рельсами и бандажами, 0,25.

Суммарный момент, препятствующий повороту тележки примем равным М=11кН·м.

Произведем подстановку всех известных величин в систему уравнений (63)

Преобразуем систему уравнений

(69)

Предположив что Y₃ = 0 и решим уравнения (69), получим

Y1=132,6 кН,  С=149,3 кН.

Определим скорость, соответствующую центробежной силе С = 149,3 кН по формуле

(70)

где g –

ускорение свободного падения, g=9,81 м/с2.

Полученная скорость выше конструкционной. Исследование положений тележек в свободной установке и установке по хорде даст еще большие значения скоростей. Поэтому исследование этих положений не ведем.

Для положения наибольшего перекоса, но в случае, когда задняя колесная пара тележки прижата к внутреннему рельсу Y₁≠0, зададимся рядом значений скоростей – 107,90,70,50,30,20,10,5 км/ч.

Центральную силу, приходящуюся на тележку, для каждой скорости, определим по формуле

(71)

Результаты вычислений представим в таблице 5.

Решим систему уравнений (69) относительно Y₁, Y₃. Результаты представим в таблице 5.

Таблица  5 – Результаты расчетов

Положение наибольшего перекоса
V, км/ч	C, кН	Y3, кН	Y1, кН	Y1, кН	Yр, кН
107	133,79	8,9	126,05	97,175	68,3
90	94,66	29,02	107,04	78,165	49,29
70	57,26	48,21	88,83	59,955	31,08
50	29,21	62,6	75,17	46,295	17,42
30	10,51	72,2	66,07	37,195	8,32
20	4,6	75,24	63,2	34,325	5,45
10	1,2	76,98	61,54	32,665	3,79
0	0	77,79	61,15	32,275	3,4

По результатам расчетов построим зависимости Y₁ = ¦(V), Y₃ = ¦(V) и по ним находим величины направляющих усилий при скорости V_доп =96,24км/ч; Y₁ = 113,65 кН, Y₃ =22,05 кН.

Боковое давление колеса на рельс меньше направляющего усилия на величину силы трения в контакте колеса с внутреннем рельсом, т.е.

(72)

Рамное давление, т.е. усилие, передаваемое колесной пары на раму тележки, меньше направляющего усилия на величину сил трения обоих колес, т.е.

(73)

Рельсовая кривая имеет различные неровности в плане, поэтому движение локомотива в кривой имеет динамический характер, учитываемый коэффициентом горизонтальной динамичности.

Для букс без упругих упоров этот коэффициент можно определить по формуле

(74)

Боковое давление колеса на рельс с учетом К_гд определим по формуле

(75)

Расчетное значение бокового давления не превышает допустимого