Материал: Конструкция и расчёт механического оборудования подвижного состава

Конструкция и расчёт механического оборудования подвижного состава

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Конструкция и расчёт механического оборудования подвижного составаТ

Факультет: мехатроники и автоматизации

Группа: ЭМ - 45

Выполнил: Янов В.И.

Руководитель: Чагин Н. Л.

Новосибирск 2008

Исходные данные

Исходными данными для проектирования являются величина часового пассажиропотока и интервал движения ПС. Вместимость ПС, способного провести заданное количество пассажиров при известном интервале движения, определяется по формуле:

;

где  - часовой пассажиропоток, пасс;  - интервал движения ПС, мин. Вариант задания для курсового проектирования выбирается из таблицы1.

Таблица 1

 пасс;

Так как вместимость равна 9 пасс, соответственно вид ПС для проектирования будет электромобиль.

1. Решение планировочной задачи

Решить планировочную задачу необходимо для определения весовых показателей ЭПС: веса тары G_т; веса пассажирской нагрузки G_пасс; полного веса ПС G = G_т + G_пасс; распределения веса по мостам ПС; удельного веса экипажа К_S; коэффициента использования веса К_G.

Вес пассажирской нагрузки равен:

электромобиль тяговый привод расчет

;

где q = 70 кг - расчетная масса одного пассажира; g = 9,81 м/с²; , - количество сидящих, с учетом водителя равна=10

Определяем вес пассажирской нагрузки:

Определяем собственный вес экипажа:

Для электромобиля принимаем Па

Определяем площадь салона, занимаемую пассажирами:

Определяем площадь, занимаемую кондуктором:

При безкассовой форме оплаты S_мк = 0,будем использовать способ оплаты через электронный терминал установленный на ПС.

Определяем площадь, занимаемую подножками:

где  - количество одинарных и двойных дверей;  и  - площадь подножек у одинарных и двойных дверей, соответственно.

Площадь, занимаемая кабиной водителя, принимаем равной: .

Согласно принятому условию, рассчитываем:

Длина ПС - ;

где -ширина ПС, принимаемая согласно ГОСТ равной 2,5 м для электромобиля.

Определяем площадь, занимаемую стенками кузова:

;

.

где  - условная толщина стенки кузова, равная: 0,08 м.

Пересчитываем габаритную площадь:

Пересчитываем собственный вес экипажа:

кН

Полный вес ПС:

кН

Определяем базу ПС:

м

Определяем величину заднего свеса:

м

где  и  - количество ходовых колес ведомого моста, и общее количество колес электробуса соответственно.

Определяем величину переднего свеса:

м

Планировочные размеры пассажирских сидений и салона изображена на рисунке 1.1. и рисунке 1.2:

Рисунок 1.1 - Планировочные размеры пассажирских сидений

Рисунок 1.2-Планировочные размеры салона электромобиля

2. Определение колебательной модели подвижного состава

Независимо от принимаемого метода, исследованию колебаний ПС предшествует составление расчетной схемы. Для этого реальную конструкцию экипажа заменяют эквивалентной колебательной системой (моделью). В общем случае она состоит из нескольких масс - подрессоренных частей, связанных между собой.

На рисунке 2.1 представлена обобщенная колебательная система электромобиля в продольной вертикальной плоскости.

Рисунок 2.1 - Обобщенная колебательная система электромобиля

Здесь обозначены:

,  - массы переднего и заднего мостов;

 - масса кузова;

, - жесткость упругих элементов первой ступени подвешивания (пневматические шины);

, - жесткость упругих элементов второй ступени подвешивания (упругие элементы подвески);

, - коэффициенты сопротивления, характеризующие затухание колебаний в шинах;

, - коэффициенты сопротивления гасителей колебаний;

, - расстояния от осей передней и задней подвесок до центра тяжести кузова:

, - координаты перемещений переднего и заднего мостов;

, - координаты вертикального и углового перемещений кузова;

, - координаты точек контакта колес и пути.

Запишем систему уравнений, описывающих колебания безрельсового ПС в вертикальной продольной плоскости:

)

;

)

;

)

;

)

.

Наличие в каждом из уравнений системы общих переменных  и  указывает на взаимосвязь между колебаниями всех масс, входящих в колебательную систему. Физически это означает, что любое единичное возмущение одного из колес экипажа вызовет одновременно колебания подпрыгивания и галопирования кузова и колебания подпрыгивания масс  и .

Из системы уравнений также следует, что независимость колебаний подпрыгивания и галопирования может быть обеспечена при выполнении следующих условий:

) ;

) .

3. Расчет мостов

.1 Расчет управляемого моста

Задача расчетов сводится к определению геометрических размеров балки моста в наиболее опасных сечениях, диаметров осей поворотной цапфы и шкворня и размеров вилок цапфы. За расчетные режимы управляемых мостов принимаются:

. Режим реализации максимальной тормозной силы при движении по прямому горизонтальному участку пути;

. Режим заноса в кривой при максимальном коэффициенте сцепления.

Расчетная схема управляемого моста и расчетные сечения балки управляемого моста показаны на рисунке 3.1

Рисунок 3.1 - Расчетная схема управляемого моста и расчетные сечения балки управляемого моста

3.2 Режим торможения

Определяем нагрузку, которая действует на мост в вертикальной плоскости:

,                             

где G1м и G2м - вес ведомого и ведущего мостов, принимаются в соответствии с весами существующих мостов автомобилей подходящих по габаритным и весовым параметрам кузова (G1м=1471,5 Н и G2м=2158,2 Н).

где -коэффициент динамики;

-для подрессоренных частей;

-конструктивная скорость электромобиля;

-статический прогиб .

Определяем инерционную нагрузку:

где  принимаем , .

Определяем максимальную величину изгибающего момента от веса кузова с пассажирами:

где

- ширина колеи;

-расстояние между рессорами.

Определяем максимальный изгибающий момент:

где - реакция путевой структуры.

Определяем перерезывающие силы:

Определяем нагрузку от тормозного усилия, которая действует в горизонтальной плоскости:

где - расчетный коэффициент сцепления колеса с дорожным покрытием.

Определяем максимальный изгибающий момент:

где - сила сцепления колес с дорожным полотном.

Определяем перерезывающие силы в горизонтальной плоскости:

Теперь определяем величины в продольной вертикальной плоскости.

Определяем крутящий тормозной момент, который действует на участке от места крепления суппорта тормозного механизма до места крепления рессоры: