МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Электрический транспорт»

Конструкции и расчет механического оборудования электррического транспорта

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

для студентов направления 140400 «Электроэнергетика и электротехника»,

профиль «Электрический транспорт» очной и заочной форм обучения

Составитель: Е.В. Шищенко

Готовится к изданию

Самара

Задание

Рассчитать:

1. действия статических нагрузок с учетом вертикальной динамики на ось колесной пары;

2. действия боковых сил на ось колесной пары;

3. действия инерционных нагрузок при экстренном торможении на ось колесной пары;

4. действия дискового осевого тормоза с односторонним нажатием тормозных колодок на ось колесной пары;

5. действия суммарных нагрузок на ось колесной пары;

Построить:

1. Эскиз тележки;

2. Эпюру изгибающих и крутящих моментов оси;

2. Эпюру изгибающих моментов в расчетном сечении.

1. Теоретическая часть

1.1. Расчет оси колесной пары на прочность.

Расчет ведется для оси колесной пары с буксами внешнего расположения. В случае применения колесной пары с буксами внутреннего расположения методика расчета сохраняется, но изменяется расчетная схема приложения нагрузок, действующих на буксы.

1.1.1. Расчет оси колесной пары от действия статических нагрузок с учетом вертикальной динамики.

На рис. 1,а показана схема действия статических сил на вагон и колесную пару. Статическая нагрузка состоит из веса тары вагона G_T и пассажиров G_ПАСС при максимальной степени наполнения пассажирского салона

(1.1)

Нагрузка, приходящаяся на буксу (шейку оси колесной пары), определяется по формуле

(1.2)

где n₀ – число осей ходовой части вагона;

G₀ – вес колесной пары с буксами и редуктором;

К_∂ – коэффициент вертикальной динамики.

Коэффициент вертикальной динамики может быть рассчитан по формуле

(1.3)

где а – коэффициент, равный 0,10 для обрессоренных частей тележки вагона и 0,15 для необрессоренных;

υ – конструктивная скорость экипажа (75 км/ч для трамвая, 90 км/ч метрополитена);

f_СТ – статический прогиб упругого подвешивания. Может быть принят от 14 до 19 см.

Максимальный изгибающий момент определяется по формуле

(1.4)

где а – расстояние от середины шейки оси до середины круга катания колеса.

Для трамвайных колесных пар с буксами внешнего и внутреннего расположения это расстояние около 150мм. Эпюра изгибающих моментов представлена на рис. 1,б.

1.1.2. Расчет оси колесной пары от действия боковых сил.

Суммарная боковая сила, действующая на вагон от центробежных и ветровых нагрузок, в расчете может быть принята равной

(1.5)

где G – полный вес вагона при максимальном расчетном наполнении пассажирами.

Суммарная боковая сила прикладывается к центру тяжести вагона. Расчетная схема действия боковых нагрузок и реакций изображена на рис. 2,а.

Боковая сила, приходящаяся на колесную пару, равна

(1.6)

где к_Н – коэффициент, учитывающий увеличение нагрузки на ось за счет трения между ребордой колеса и головкой рельса при вписывании вагона в кривую. В расчете к_Н принимается равным 1,2.

Нагрузка на буксу определяется по формуле

(1.7)

где l_P – расстояние между центрами оси шеек осей;

h₀ – расстояние от центра тяжести вагона до оси.

Изгибающий момент М_у возникает вследствие того, что сила Н΄_бо уравновешивающая ее реакция Y лежат в разных плоскостях. Максимальный момент при этом равен

(1.8)

Деформацией сжатия оси за малостью пренебрегаем.