Расчёт элементов подвижного состава городского электрического транспорта

Министерство  образования и науки Украины

Харьковская национальная академия городского хозяйства

Кафедра «Электрический транспорт» 
 
 
 
 
 

Курсовой  проект

по дисциплине «Механическое оборудование подвижного состава» 
 
 
 

Выполнил: студент гр. ЕТЕР2007-1

Белевцов  Н. А.

Проверил: Скурихин В. И. 
 
 
 

Харьков 2010 

Содержание  
 

Введение                                                                                                                      3

1. Определение весовых нагрузок на ходовые части                                                  4
2. Определение дополнительных нагрузок на ходовые части                                   9

1. Перераспределение нагрузок на ходовые части при движении в  кривую   9

2. Дополнительные вертикальные динамические нагрузки                               10
3. Дополнительные нагрузки на ходовые части от уклона пути                        11
4. Дополнительная нагрузка на ходовые части от действия сил инерции

вдоль экипажа                                                                                                      12

3. Индивидуальное задание. Расчёт листовой рессоры заднего моста                     13

     Заключение                                                                                                                  17

     Список литературы                                                                                                     18

     Спецификация                                                                                                             19 

 

Введение

     Обычно элементы подвижного состава городского электрического транспорта рассчитывают при наиболее невыгодных сочетаниях и максимальных нагрузках, которые могут возникнуть при разных режимах работы.

     Проектирование  механического оборудования  подвижного состава, имеющего необходимую прочность и долговечность, минимальный вес, требует тщательной оценки напряженного состояния каждого элемента конструкции. Кроме расчетов на прочность при проектировании деталей и узлов подвижного состава выполняют расчеты на долговечность, усталость, нагревание, устойчивость и тому подобное. Величина нагрузок, которые воспринимаются элементами конструкции подвижного состава в разных режимах работы, обусловливается для пассажирского подвижного состава числом пассажиров, состоянием дорожного покрытия, профилем пути в плане и по вертикали, динамикой движения, сцеплением колеса с рельсом (дорогой) и рядом других факторов, которые когут изменяться в широких пределах.

       Важным этапом расчета является выбор расчетной схемы проектируемых элементов конструкции. Действительное напряженное состояние конструкции очень сложно, потому вводят ряд допущений, которые упрощают расчетную схему, но обеспечивают безопасность эксплуатации подвижного состава при минимально необходимых запасах прочности.

     Нагрузки, которые действуют на элементы механического  оборудования подвижного состава, подразделяют на статические и динамические. К статическим нагрузкам относится собственный вес экипажа, который находится в покое, и полезная (пассажирская) нагрузка.

     Во  время движения на подвижной состав действуют динамические нагрузки, которые  возникают от взаимодействия между  ходовыми частями и путем (рельсом), от действия сил инерции при пуско–тормозных режимах, при колебаниях, от взаимодействия между отдельными частями поезда. Механическое оборудование ПС поддаётся также влиянию нагрузок, связанных с работой тяговой передачи, механических тормозов, а также с технологией изготовления и сборки оборудования.

 

Исходные  данные:

 

1. Определение весовых нагрузок на ходовые части.

 

1. Определим площадь занимаемую пассажирами:

 

                                               (1.1) 

Где - полная площадь салона;

- площадь  занимаемой кабиной (для троллейбуса );

  – площадь, занимаемая стенками;

 – площадь, занимаемая подножками.

2. Определим полную площадь подвижной единицы:

 

                                               (1.2) 

3. Определим площадь стенок:

 

                                                           (1.3) 

Где - толщина стенки( 
 
 

4. Определим площадь подножек:

 

                                                        (1.4) 

Где - количество одинарных дверей;

- площадь  подножек одинарных дверей (

- количество  подножек двойных дверей;

 – площадь  подножек двойных дверей ( 
 
 

Площадь, занимаемая пассажирами: 
 
 

5. Определим количество сидящих пассажиров:

 

                                                         (1.5) 

Где β – соотношение между количеством  сидящих и стоящих пассажиров(для троллейбуса β = 2);

   – площадь, занимаемая одним сидящим пассажиром ();

    – площадь, занимаемая одним стоящим пассажиром (). 
 
 

6. Определим полный вес пассажиров :

 

                                   (1.6) 

Где - вес пассажиров;

- количество  сидящих пассажиров;

- средний  вес пассажира (. 
 
 

7. Определим площадь, занимаемую сидящими и стоящими пассажирами:

 

                 (1.7) 

             (1.8) 
 
 
 
 
 
 

8. Определим базу экипажа:

 
 

9. Произведем  предварительное размещение для  пассажиров и дверей салона, исходя из следующих соображений:
1. Ширина сиденья  двойного – 0,9 м; одинарного – 0,5 м;
2. Ширина двери: двойной ≥1,2 м; одинарной – 0,65 м;
3. Ширина проходов между сиденьями >0,6 м;
4. Необходимо учесть, чтобы двери не совпадали с мостами или тележками (ходовыми частями).

 

10. Определим площадь, занимаемую отдельными группами пассажиров:

 
 

                                                             (1.10) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

                                                    (1.11) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

11. После предварительной  планировки определяем вес отдельных  групп стоящих и сидящих пассажиров:

Вес і–той группы стоящих пассажиров определяется : 

                                                         (1.12) 

Где   - площадь і-той группы пассажиров (берется из планировки);

 – коэффициент наполнения площадок стоящими пассажирами. Принимается

γ =  10 .

    -средний вес одного пассажира ≈70 кг. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Определяем вес сидящих пассажиров: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

12. Определим вес тары:

 

                                                         (1.14) 

где Т – собственный вес тары приходящийся на одно место для сидения (для троллейбуса Т = 200 – 260 кг), принимаем 240 кг 
 
 

13. Определим реакцию в опорах кузова:

они будут равны нагрузкам на соответствующие ходовые части и находятся из условия равенства весовых моментов относительно опор кузова  

                                                        (1.15) 

                                                                                                            (1.16) 
 
 
 
 

                                                                                                            (1.18) 
 
 

Для двухосных  троллейбусов нагрузка на передний мост должна составлять 36%,  на задний мост 64%, поэтому  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

2.Определение дополнительных нагрузок на ходовые части. 

1.  Центробежная сила вагона с пассажирами при движении в кривой.

 
 
 

где  g – вес вагона с пассажирами, g = 9,8

  – скорость движения в  кривой 

                                                              (2.2) 

R – радиус поворота 

                (2.3) 
 
 
 
 
 

Дополнительная  вертикальная нагрузка на мосты от боковых сил.

Рис.2.1 – схема боковых нагрузок и вызванных ими дополнительных вертикальных и горизонтальных сил

Таким образом:

                                       (2.4) 

                                                            (2.5) 

Где - боковое давление ветра;

  Д –  длина подвижного состава;

   - высота кузова;

  р = 0,5 - расчетное удельное давление ветра;