Расчет числа колесных пар локомотива

 

Статическая нагрузка на рельсы:

 

                                (4.4)

 

где  – нагрузка от колёсной пары на рельсы, кН;

     – служебная масса локомотива,  т.;

      – допустимая статическая нагрузка от колёсной пары на рельсы, на реконструируемых участках, кН;

      – число колёсных пар, .

Число колёсных пар:

 

                                         (4.5)

 

.

 

Принимаем число колёсных пар .

 

.

 

Условие по статической нагрузке на рельсы соблюдается.

Необходимый диаметр колеса:

 

                                             (2.6)

 

где  – допустимая нагрузка на 1 мм. диаметра колеса, кН/мм.

 

мм.

 

По полученному результату для тепловоза в целях снижения эксплуатационных и ремонтных затрат, снижения динамических воздействий на верхнее строение пути и увеличения конструкционной скорости локомотива принимаем стандартный диаметр колеса  мм, который также приемлем и для прототипа.

РАСЧЕТ ТЯГОВЫХ И ЭКОНОМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛОКОМОТИВА

 

Передаточное число зубчатой передачи:

 

                                         (5.1)

 

.

 

Максимальный диаметр делительной окружности:

 

                                (5.2)

 

где  – расстояние между нижней точкой редуктора и головкой рельса,  мм;

     – расстояние от делительной окружности к кожуху мм.

 

мм.

 

Количество зубцов большого колеса:

 

                                     (5.3)

 

где  – модуль зацепления для , .

 

.

 

Принимаем число зубцов большого колеса, .

Количество зубцов малой шестерни:

 

                                             (5.4)

 

.

Принимаем число зубцов малой шестерни, .

Диаметр делительной окружности малой шестерни:

 

                                            (5.5)

 

мм.

 

Централь зубчатой передачи зацепления:

 

                               (5.6)

 

мм.

 

Уточнённое передаточное число:

 

                                             (5.7)

 

.

 

Сила тяги локомотива на расчётной скорости:

 

                                    (5.8)

 

кН.

 

Касательная мощность локомотива:

 

 кВт.                          (5.9)

Касательная сила тяги:

 

 кН.                                   (5.10)

 

Расчётный коэффициент сцепления:

 

                            (5.11)

 

Результаты расчётов сводятся в таблицу 5.1, после чего строится тяговая характеристика тепловоза на всём диапазоне скоростей:

 

Таблица 5.1 ограничения по сцеплению F _К = f (V), тепловоза ТЭП60

V, км/ч	0	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55	60	65	70	75	80
Ψк	0,3	0,27	0,25	0,23	0,22	0,21	0,20	0,198	0,192	0,185	0,182	0,177	0,175	0,172	0,169	0,167	0,165
Fк сц, кН	371	334	309	284	271	259	247	244	237	228	224	219	216	213	208	206	263
V, км/ч	85	90	95	100	105	110	115	120	125	130	135	140	145	150	155	160	165
Ψк	0,162	0,161	0,160	0,157	0,156	0,154	0,153	0,152	0,131	0,150	0,149	0,148	0,149	0,146	0,147	0,145	0,144
Fк сц, кН	200	199	198	194	193	190	189	188	187	185	184	183	184	180	182	179	177

 

Таблица 5.2 ограничения по тяге F_к = f(V) мощности дизеля ТЭП60

V, км/ч	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100	110	120	130	140	150	160
Fк, кН	563	281	187	140	112	93,8	80,5	70,5	62,6	56,4	51,3	47	43,4	40,3	37,5	35,2

 

 

Рисунок 4.5 Тяговая характеристика тепловоза ТЭП60

 

КПД тепловоза:

 

                                       (5.12)

 

где  – касательная мощность тепловоза,  кВт;

     – часовой расход топлива,  кг/кВт·ч;

     – удельный эффективный расход топлива,  кг/кВт·ч;

     – теплотворная способность дизельного топлива, кДж/кг.;

     – эффективная мощность дизеля,  кВт.

 

.

 

Для современных тепловозов .

КПД электрической передачи:

 

                                              (5.13)

 

.

 

Вывод: По расчётам, проектируемый локомотив имеет достаточную мощность, касательную силу тяги и КПД.