Определение минимально допустимой величины статического прогиба системы рессорного подвешивания и распределение его между ступенями
Минимально допустимую величину статического прогиба принимаем по [2 стр. 25], для пассажирского электровоза при Vк=175 км/ч, . Принятую величину необходимо распределить между центральным и буксовым подвешиванием. По рекомендации [2 стр. 25] минимально допустимая величина статического прогиба буксового подвешивания , а минимально допустимая величина статического прогиба центрального подвешивания .
Выбор конструкции центрального рессорного подвешивания
По [ 2, прил. 1] принимаем электровоз-аналог ЧС8, нагрузка на опору кузова 84 кН и .
(3.1)
где P2 - статическая нагрузка на опору кузова проектируемого электровоза.
(3.2)
Полученная величина статического прогиба центрального подвешивания ≥ тогда условие выполняется
Проектирование и расчёт буксового рессорного подвешивания пассажирских электровозов
При опорно-рамном подвешивании тягового двигателя и тяговом приводе II класса неподрессоренная масса, приходящаяся на одну ось, состоит из массы колёсной пары и букс, массы зубчатого колеса с опорными подшипниками и части массы корпуса редуктора с шестерней:
Mн=Mкп+2·Mбукс+4/5·Mтр+2/5·Mпм (3.3)
Mн=2.5+4/5·0.9+2/5·0.05=3.24 т
Величина нагрузки на пружину
Pп=0.5·(2П-9.8·Mн) (3.4)
Pп=0.5·(201-9.8·3.24)=84.624 т
Статическая нагрузка на пружину
(3.5)
Исходные данные для расчёта цилиндрической однорядной пружины:
Общее число витков n=5;
Число рабочих витков nр=3.5;
Диаметр прутка d=40·10-3 м;
Средний диаметр пружины D=180·10-3 м;
Высота пружины в свободном состоянии hсв=260·10-3 м.
Коэффициент концентрации напряжений для пружины:
(3.6)
Индекс пружины C=D/d=180/40=4,5.
Наибольшие касательные напряжения в пружине при действии статической нагрузки P:
(3.7)
Коэффициент запаса статической прочности
(3.8)
Так как 1.7<1.7178<2, то пружина достаточно прочна.
Статический прогиб пружины под нагрузкой
(3.9)
Требование по величине прогиба 33,737 >25,6 мм выполняется.
Жёсткость пружины
(3.10)
Максимальная (предельная) нагрузка на пружину
(3.11)
А прогиб пружины под этой нагрузкой
(3.12)
Прогиб пружины до полного соприкосновения витков