3.1 Определение основных размеров колесной пары. Расчет оси и колеса

Схема нагружения колесной пары

Выбор колеса

Для дорог нашей страны изготовляют цельнокатаные колеса согласно ГОСТ 9036-76.

Эти колеса отличаются более рациональным распределением металла по сечению диска и ступицы, меньшим уклоном внутренней поверхности обода. Масса колеса составляет 385 кг.

Согласно ГОСТ 10791-84 цельнокатаные (безбандажные) колеса изготавливают из стали, содержащей:

Углерода 0.52-0.63 %

Кремния 0.20-0.42 %

Марганца 0.5-0.9 %

Фосфора ? 0.035 %

Серы ? 0.04 %

Механические свойства технически обработанных колес должны соответствовать следующим нормам:

Временное сопротивление 880-1080 МПа;

Относительное удлинение не менее 10 %;

Относительное сужение не менее 16 %;

Твердость по Бринелю < 248 HB.

Тип колесной пары определяется типом оси (РУ1) и диаметром колес(950 мм). Согласно ГОСТ 4835-71 принято в проектируемом вагоне иметь колесную пару типа РУ1-550.

Цельнокатаные колеса отличаются от колес других типов более высокой эксплутационной надежностью, особенно после осуществленного в последние годы усовершенствования технологии их изготовления (прерывистая закалка с отдельного нагрева и последующий отпуск, выполненные после механической обработки колес).

Параметры введенные для расчета

Мбр=95,15 т

Мкп=1,250т

h=1,450м

S=0,790м

Rколеса=0,475м

2l=2,036м

Длина шейки 1h=0,190 м

Допускаемый износ шейки оси Z=0,001м

Допускаемые напряжения в МН/(м*м):[G1]=120 [G2]=165 [G3]=155

Результаты расчета

Нагрузка на ось Рос=0,233 МН

Изгибающий момент в сечении N-1 M1=0,022 MH*м

Изгибающий момент в сечении N-2 M2=0,107 MH*м

Изгибающий момент в сечении N-3 M3=0,061 MH*м

Напряжения в сечении N-1 G1=101,634 MH/(м*м)

Напряжения в сечении N-2 G2=149,749 MH/(м*м)

Напряжения в сечении N-3 G3=137,878 MH/(м*м)

Необходимые диаметры оси

d1:=0.1230м d2:=0.1878м d3:=0.1587м

Необходимые диаметры оси с учетом припусков на обработку d1:=0.1250м d2:=0.1938м d3:=0.1647м

Выбираем тип оси РУ1 (ГОСТ Р-50334-92), где d1:=0.130м d2:=0.194м d3:=0.165м