По [2, табл. 5.2] выбираем сталь, для изготовления рамы тележки, марки 15ХСНД, предел текучести sт = 350 Мпа, s–1=220 МПа, s0=340 МПа.
Статическая прочность обеспечена, так как максимальная эквивалентная прочность в таблице 4.1: 40.111 < 0.55 · sт = 195,5 МПа.
Проверка рамы тележки на усталостную прочность
Среднее напряжение цикла
sm=
(4.28)
По таблице 4.1 sm = 40.111 МПа.
Коэффициент динамики, отражающий совместное влияние на сложное напряжённое состояние рамы тележки совокупности вертикальных и горизонтальных усилий, развивающихся при движении электровоза с конструкционной скоростью по прямому участку пути
(4.29)
Эмпирический коэффициент А определяется по формуле:
(4.30)
Амплитуда напряжения цикла определяется по формуле:
sv = Kд·smax (4.31)
sv = 0.572 · 40.111 = 22.943 МПа
Величина коэффициента характеризующего чувствительность металла к асимметрии цикла:
(4.32)
где s-1 – предел выносливости стали при симметричном цикле, s-1=220 МПа;
s0 – предел выносливости стали при пульсирующем цикле, s0= 340 МПа.
Эффективный коэффициент, учитывающий понижение выносливости детали
(4.33)
где bк – эффективный коэффициент концентрации напряжений, bк = 1.6;
К1 – коэффициент неоднородности материала детали, К1=1.1;
К2 – коэффициент влияния внутренних напряжений в детали, К2=1;
– коэффициент влияния размерного фактора, g=0,7;
m – коэффициент состояния поверхности детали, m=0.82;
h – коэффициент возможного отклонения от технологии, h=1,0.
Данные параметры выбираются согласно рекомендациям [2, стр.56].
Коэффициент запаса усталостной прочности по формуле Серенсена-Кинасошвили
(4.34)
Условие усталостной прочности выполняется.
В проекте разработана система рессорного подвешивания пассажирского электровоза. В качестве прототипа взят электровоз ЧС8, а также его основные характеристики. Выполнен расчёт нагрузок действующих на раму тележки, напряжений в сечениях рамы тележки, произведена проверка на прочность. Все требования предъявляемые рессорному подвешиванию удовлетворяют норме.