Разработка системы рессорного подвешивания пассажирского электровоза

курсовая работа

2.2 Расчёт геометрических характеристик сечений рамы тележки

Размеры и расчётные данные сечений балок приведены в таблице 2.1

Таблица 2.1 Размеры и расчётные данные сечений балок рамы тележки

Элемент

B,

H,

h,

b,

h0,

b0,

?1,

?2,

?3,

рамы

10-3 м

10-3 м

10-3 м

10-3 м

10-3 м

10-3 м

10-3 м

10-3 м

10-3 м

Концевая поперечная балка

150

200

166

80

183

95

17

15

-

Концевая часть боковины

210

200

166

140

183

155

17

15

-

Средняя часть боковины

40

430

381

140

406

155

17

15

15

Средняя поперчная балка

300

400

366

230

383

245

17

15

-

Для сечения концевых поперечных балок получаем:

площадь сечения горизонтального листа F1.2=B·1=150·17=22.5·10-4 м2

площадь сечения вертикального листа F3.4=H·2=200·15=25.2·10-4 м2

ординаты и абсциссы собственных центров тяжести для горизонтальных листов z1,2=h0/2=92·10-3 м; x1,2=0;

ординаты и абсциссы собственных центров тяжести для вертикальных листов x4,3=b0/2=47.5·10-3 м; z3,4=0.

Моменты инерции при изгибе для составляющих сечение элементов определяются по формулам:

для горизонтальных листов:

(2.17)

для вертикальных листов:

(2.18)

Результаты расчётов сводим в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 Вспомогательные параметры для концевых поперечных балок рамы тележки

Элемент

Fi,

zi,

xi,

zi2Fi

xi2Fi

Ixi,

Izi,

сечения

10-4м2

10-3м

10-3м

10-6м4

10-6м4

10-6м2

10-6м2

Верхний горизонтальный лист

25.5

92

0

21.58

0

0.0614

4.8

Нижний горизонтальный лист

25.5

-92

0

21.58

0

0.0614

4.78

Левый вертикальный лист

24.9

0

-47

0

5.5

5.718

0.0466

Правый вертикальный лист

24.9

0

47

0

5.5

5.718

0.0466

Сумма

100.8

0

0

43.16

11.0

11.559

9.65

Аналогичным образом заполняется таблица 2.3 для средней поперечной балки и таблица 2.4 для концевых частей боковины.

Таблица 2.3 Вспомогательные параметры для средней поперечной балки рамы тележки

Элемент

Fi,

zi,

xi,

zi2Fi

xi2Fi

Ixi,

Izi,

сечения

10-4м2

10-3м

10-3м

10-6м4

10-6м4

10-6м2

10-6м2

Верхний горизонтальный лист

51

192

0

188

0

0.123

38.25

Нижний горизонтальный лист

51

-192

0

188

0

0.123

38.25

Левый вертикальный лист

54.9

0

-123

0

83.06

61.28

0.103

Правый вертикальный лист

54.9

0

123

0

83.06

61.28

0.103

Сумма

211.8

0

0

376

166.12

22.8

76.706

Таблица 2.4 Вспомогательные параметры для концевых частей боковины рамы тележки

Элемент

Fi,

zi,

xi,

zi2Fi

xi2Fi

Ixi,

Izi,

сечения

10-4м2

10-3м

10-3м

10-6м4

10-6м4

10-4м2

10-6м2

Верхний горизонтальный лист

35.7

92

0

30.22

0

0.0859

13,12

Нижний горизонтальный лист

35.7

-92

0

30.22

0

0.859

13,12

Левый вертикальный лист

24.9

0

-77

0

14.76

5.71

0,047

Правый вертикальный лист

24.9

0

77

0

14.76

5.71

0,047

Сумма

121.2

0

0

60.44

29.52

11.61

26,33

Ординаты собственных центров тяжести элементов средней части боковины для горизонтальных листов z1.2=(h+1)/2=(0.383+0.016)/2=0.199 м.

Для усиливающей накладки

z2=h/2+1+3/2=0.383/2+0.017+0.015/2=0.216 м.

Ордината центра тяжести всего сечения:

(2.19)

Используя формулу zi=zi-zc определяем zi и составляем таблицу 2.5.

Таблица 2.5 Вспомогательные параметры для средней части боковины рамы тележки

Элемент

Fi,

zi ,

zi,

xi,

zi2Fi

xi2Fi

Ixi,

Izi,

сечения

10-4м2

10-3м

10-3м

10-3м

10-6м4

10-6м4

10-6м2

10-6м2

Верхний горизонтальный лист

35.7

199

173,04

0

107.34

0

0.0859

13.12

Нижний горизонтальный лист

35.7

-199

-224,96

0

180.67

0

0.0859

13.12

Левый вертикальный лист

57.15

0

-25,96

-77,5

3.85

33.88

69.13

0.107

Правый вертикальный лист

57.15

0

-25,96

77,5

3.85

33.88

69.13

0.107

Усиливающая накладка

25,5

215

189,04

0

91.13

0

0,048

6,14

Сумма

211.2

215

85,2

0

386.84

67.76

138.47

32.6

Моменты инерции при изгибе и кручении для поперечных сечений каждого элемента рамы тележки:

(2.20)

(2.21)

(2.22)

Результаты расчётов представлены в таблице 2.6.

Элемент рамы

Ix,10-6м4

Iz,10-6м4

Iк,10-6м4

Wx,10-3м3

Wz,10-3м3

Wк,10-3м3

К.П.Б.

57.72

20.65

15.01

0.547

0.275

0.591

К.Ч.Б.

72.05

55.85

39.99

0.721

0.532

0.964

С.Ч.Б.

525.31

100.36

101.3

2.183

0.956

2.137

С.П.Б

498.8

242.83

208.2

2.494

1.619

3.19

2.3 Определение массы элементов экипажной части и составление весовой ведомости

Массы концевых поперечных балок

Mкпб=·(bт-Bб)·Fкпб (2.23)

Mкпб=7.8·(2.1-0.21)·100.8·10-4=0.149 т

Масса средней поперечной балки, также рассчитывается по формуле

Mспб=7.8·(2.1-0.21)·211.8·10-4=0.312 т

Масса концевой части боковины

Mкчб=с·lкчб·Fкчб (2.24)

Mкчб=7.8·0.44·12,12·10-3=0.042 т

Масса средней части боковины

Mсчб=7.8·1.012·185.7·10-4=0.146 т

Масса усиливающей накладки

Mн=c·lн·Fн (2.25)

Mн=7.8·1.98·2.55·10-3=0.0393 т

Масса переходной части боковины

Масса боковины в целом

Mб=2·Mкчб+2·Mпчб+Mсчб+Mн (2.27)

Mб=2·0.042+2·0.0858+0.146+0.0393=0.4409 т

Рассчитанные массы отдельных балок рамы тележки, а также массы остальных элементов механической части локомотива сводим в упрощённую весовую ведомость (табл.2.7).

Таблица 2.7 Упрощённая весовая ведомость пассажирского электровоза.

Наименование оборудования

Масса единицы оборудования ,т

Количество единиц оборудования

Масса оборудования

1

2

3

4

Передняя поперечная балка рамы

0.149

3

0.447

Средняя поперечная балка рамы

0.312

3

0.936

Задняя поперечная балка рамы

0.042

3

0.126

Боковина рамы

0.4409

6

2.6454

Кронштейны крепления поводковых букс

0.3086

3

0.9285

Рама тележки в сборе

1.8004

3

5.40212

Колёсная пара с двумя зубчатыми колёсами и буксами

2.57

6

15.42

Тяговый двигатель

3.4

6

20.4

Подвеска тягового двигателя

0.06

6

0.36

Тяговый редуктор

1.15

6

6.9

Передаточный механизм тягового момента

0.12

6

0.72

Колёсно-моторный блок в сборе

7.3

6

43.8

Первая ступень рессорного подвешивания в сборе

0.2

6

1.2

Тормозное оборудование

0.96

3

2.88

Устройство связи с кузовом

0.188

3

0.564

Пневматический монтаж и прочие детали

0.08

3

0.24

Тележка в сборе

18.828

3

56.484

Кузов с оборудованием

66.485

1

66.485

Электровоз в целом

122.973

1

122.973

Делись добром ;)