Проект тележки электровоза и расчет основных несущих элементов

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Уральский государственный университет

путей сообщения

Кафедра “Электрическая тяга”

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на тему:

“Проект тележки электровоза и расчет основных несущих элементов”

Екатеринбург

2010

Содержание

Введение

1. Исходные данные

2. Основные геометрические размеры тележки

3. Выбор схемы и расчёт рессорного подвешивания

3.1 Выбор схемы рессорного подвешивания

3.2 Расчёт листовых рессор

3.3 Расчёт винтовых рессор

3.3.1 Расчет внутренних пружин

3.3.1 Расчет наружных пружин

4. Расчёт развески тележки

5. Расчёт прочности рамы

5.1 Расчёт рамы

5.2 Определение геометрических характеристик сечений

5.3 Расчёт рамы как статически определимой системы

6. Расчет кососимметричной нагрузки

Список использованных источников

Введение

Механическая часть электровоза предназначена для размещения электрического, пневматического, тормозного оборудования и пультов управления, а также для восприятия и передачи горизонтальных продольных и поперечных сил, передачи и распределения вертикальных нагрузок от массы электровоза на путь и обеспечения движения электровоза по рельсовому пути. Состоит из кузова и тележек. Тележки бывают сочлененными, имеющими механическое соединение между собой, и не сочлененными. Если автосцепные устройства находятся на раме тележки, то сочленение предназначено для передачи продольных сил тяги, торможения. В тех случаях, когда автосцепные устройства установлены на раме кузова то применяют несочлененные тележки или тележки с упругой поперечной связью, рама кузова воспринимает от тележек и передает горизонтальные продольные силы на автосцепные устройства.

Основные узлы тележки: рама, колесные пары с буксами и буксовое подвешивание. На тележках устанавливают тяговые двигатели с тяговыми передачами и тормозное оборудование.

Рамы тележек предназначены для передачи и распределения вертикальных нагрузок между колесными парами с помощью подвешивания, восприятия и передачи сил тяги и торможения, а также горизонтальных поперечных сил, обеспечения правильной устойчивости колесных пар, крепления тяговых двигателей, элементов подвешивания и тормозного оборудования.

Основными элементами рамы тележек являются продольные балки, поперечные шкворневые и концевые балки. Концевые поперечные балки рам сочлененных тележек, служат для размещения автосцепного устройства или крепления сочленения. У не сочлененных тележек концевые балки служат для придания тележке необходимой жесткости рамы, к ним крепят детали тормозного оборудования, на них воздействует ролик противоразгрузочного устройства.

Рассматриваемый электровоз ВЛ10 состоит из двух несочлененных двухосных тележек и кузова. Рама тележки представляет собой цельносварную замкнутую конструкцию прямоугольной формы, состоящую из двух боковин коробчатого сечения, связанных между собой шкворневым (центральным) и двумя концевыми поперечными брусьями.

1. Исходные данные

Формула ходовой части 2₀-2₀ с боковыми опорами

Конструкция рамы сварная

Марка стали боковин М16С

Вариант сечения боковин 3

Тип двигателя ТЛ2К1

Диаметр колёсной пары D_кп=1250 мм

Нагрузка на ось P_сц=21,8 тс

Индивидуальное задание расчёт кососимметричной нагрузки

2 Основные геометрические размеры тележки

К основным геометрическим размерам тележки относятся:

- расстояние между осями смежных колёсных пар;

- расстояние между осями крайних колёсных пар (жёсткая база тележки);

- длина тележки;

- ширина тележки.

Основные геометрические размеры тележки являются по сути своей таковыми и для рамы тележки. Некоторые их отличия обусловлены наличием в уже скомпонованной конструкции тележки колёсных пар и буксовых узлов, деталей рессорного подвешивания, тормозного оборудования и ударно-тяговых аппаратов.

Расчётная схема для определения геометрических размеров рамы трёхосной тележки электровоза приведена на рисунке 2.1

Рисунок 2.1 – Основные геометрические параметры тележки

Из рисунка 2.1 видно, что расстояние между осями колёсных пар

, (2.1)

 (мм).

Это же расстояние составляет жесткую базу тележки.

Расстояние от геометрической оси левой и правой колёсных пар до наружной плоскости концевого поперечного бруса

, (2.2)

 (мм).

Длина рамы тележки

, (2.4)

 (мм).

Размеры (показанные на рисунке 2.1), используемые при расчёте геометрических параметров рамы тележки:

R₀- расстояние от оси колёсной пары до конца носиков или кронштейна остова тягового двигателя, зависит от его конструкции, мощности и способа подвешивания;

b - Зазор между выступами носиков или опорным кронштейном остова тягового двигателя и поперечным креплением рамы;

S - Расстояние между гребнем бандажа и поперечным креплением, определяется способом подвески тормозной колодки;

n - ширина поперечных креплений рамы;

e₁ - ширина концевых поперечных балок несочленённых тележек.

Для опорно-осевого подвешивания выбрали следующие значения:

R₀ = 1330 мм; S = 95 мм; b = 20 мм; n = 500 мм; e₁ = 150 мм;

Диаметр гребня бандажа принимаем

 мм, (2.5)

 (мм),

где D_к - диаметр колеса по кругу катания.