3. Суммарный изгибающий момент в вертикальной плоскости

4. Изгибающий момент в горизонтальной плоскости от приложения тягового усилия

,

где Е₁ - горизонтальная реакция буксовых направляю­щих, кН;

Р_зн - горизонтальная составляющая от действия вращающего момента, кН;

F_д - сила тяги моторно-колесного блока, кН,

,

здесь М_д - длительный момент ТЭД, кН-м;

- передаточное число редуктора.

Горизонтальную реакцию E₁ принимают равной F_д, а гори­зонтальную составляющую Р_зн=0,25 Р₃.

Результирующий изгибающий момент

.

5. Диаметр оси колесной пары в зоне моторно-осевого подшипника

,

где - предел выносливости (для сечения оси в зоне моторно-осевого подшипника. Предел выносливости следу­ет принять равным 130-140МПа);

- запас прочности.

При расчете на выносливость запас прочности, определяе­мый по пределу усталости, принимать = 1,3-1,5. Если при­нята приближенная расчетная схема и нет ее эксперименталь­ной проверки, то увеличивают до 1,5 - 1,8.

Предлагаемый расчет обоснован испытаниями натурных об­разцов осей, выполненных ЦНИИ МПС и ВНИТИ.

Пример. Определить диаметр шейки оси в зоне мотор­но-осевого подшипника, если

2Р = 205 кН; 2q = 47 кН; v = 25 км/ч; D_K = 1,05м; G_σ = 2,60 кН;

2S= 1,58 м; Р_д = 307 кВт; m = 10; μ_р = 4,41;

Z₁ = 17. Размеры оси см. на рис.9.

Решение:

Используя вышеприведенные формулы, определяют:

1. Силы, создающие изгибающий момент,

кН;

кН;

; кН;

кН;

; ;

кН_*м; мм = 0,17 м;

кН.

2. Силу, создающую изгибающий момент М_в2 ,

кН;

кН;

кН;

3. Изгибающий момент M_B1

кН_*м.

4. Изгибающий момент M_B2

кН_*м.

5. Суммарный изгибающий момент

кН_*м.

6. Силы, создающие изгибающий момент М_г,

кН.

7. Сила

кН.

8. Изгибающий момент

М_г = 45(1,857-1,105)-45(1,58-1,105)+15,6(1,33-1,105) = 9 кН_*м.

9. Результирующий изгибающий момент

кН_*м.

10. Диаметр шейки оси в зоне моторно-осевого подшипника

м.

2. Определение жесткости и статического прогиба рессор­ного подвешивания

Основной упругой характеристикой рессорного подвешивания тележки является жесткость, которая показывает величину нагрузки в кН, вызывающей ста­тический прогиб в 1 м.

Геометрические размеры упругих элементов, к которым отно­сятся пружины, листовые рессоры, и резиновые амортизаторы, не­обходимо взять из раздела 4.1, где произведен их расчет на проч­ность.

Жесткость упругих элементов определяют из следующих выражений:

листовой рессоры

:

резинового амортизатора

;

цилиндрической пружины

Пояснение величин, входящих в эти выражения, приве­дены в разделе 4.1.

Можно принять схему рессорного подвешивания, размеры пружин, листовых рессор, резиновых амортизаторов по тепловозу- образцу.

Суммарная жесткость рессорного подвешивания зависит от способа нагружения и упругих элементов: параллельного, последо­вательного и смешанного.

Жесткость группы упругих элементов в общем случае опре­деляют на основе приравнивания работы, необходимой для осадки всей рессорной системы, к сумме работ, затраченных на прогиб отдельных элементов.

При нагружении нескольких упругих элементов, например пружины и рессоры, работа, необходимая на сжатие системы, рав­на сумме работ на сжатие этих элементов.

.

Введем замену:

: : .

Получим

.

При последовательном нагружении элементов Р_общ = Р_р = Р_пр, тогда имеем

или .

Студенту следует запомнить, что при последователь­ном нагружении элементов суммируются величины, обрат­ные жесткости, называемые гибкостью.

При параллельном нагружении элементов:

;

; .

После подстановки получим

.

Так как при параллельном нагружении = + , то

имеем = + .

При параллельном нагружении элементов их жесткости сум­мируются.

Знание этого принципа легко позволяет определить суммар­ную жесткость какой угодно сложной системы.

Общая жесткость сбалансированного рессорного подвеши­вания трехосной тележки

,

где ж_р.у. - жесткость пружин и рессоры рессорного узла, кН/м;

ж_к.у. - жесткость пружин концевого узла, кН/м.

Жесткость упругих элементов рессорного узла

,

где ж_р, ж_р.а., ж_п.р. - соответственно жесткости рессоры, рези­нового амортизатора и пружиы.

Жестокость концевого узла

.

Общая жесткость индивидуального рессорного подве­шивания с учетом жесткости буксовых поводков (см. рис.6)

Жесткость двух буксовых поводков принять равной 0,3 кН/мм. Суммарная жесткость буксовых поводков трехосной тележки составит:

кН/мм.

Пример.

Дано: Ж_пр=0,48 кН/мм; Ж_ра= 11,5 кН/мм - концевой узел;

Решение.

кН/мм;

кН/мм; кН/мм;

рессорный узел;

кН/мм;

кН/мм;

Жесткость рессорного подвешивания тележки, отнесенная к колесу

Ж_к = Ж_т/К,

где К - число осей в тележке

Статический прогиб рессорного подвешивания f_ст показыва­ет величину осадки упругих элементов под действием статичес­кой нагрузки.

Если , то .

Статическую нагрузку на тележку приближенно опре­деляют исходя из нагрузки на ось, которая дана в задании,

Р_ст = 2ПК,

где К - число осей в тележке,

2П - нагрузка на одну ось, кН.