Схема колесно-моторного блока локомотива-образца и определение передаточного отношения тягового редуктора

Все современные тепловозы имеют индивидуальный электрический привод, т.е. на каждой колёсной паре подвешивается электродвигатель (ТЭД), который через тяговый редуктор передаёт крутящий момент на колёсную пару.

Существующие способы подвешивания ТЭД можно разбить на три группы:

- опорно-осевое;

- опорно-рамное;

- комбинированное.

При опорно-осевом подвешивании (рис.     ) тяговый двигатель 1 с одной стороны опирается на ось колёсной пары 4 через опорно-осевой подшипник б, а с другой стороны - на раму тележки через пружинный пакет 5. С помощью шестерни z_x напрессованный на вал якоря ТЭД и зубчатого колеса 3 на оси колесной пары, крутящий момент от электродвигателя передаётся на колёсную пару.

 

Преимущество такого подвешивания - простота конструкции, обеспечивающий передачу крутящего момента. Недостаток - ухудшение динамических качеств локомотива из-за увеличения необрессоренного веса локомотива за счёт, примерно половины веса ТЭД, опирающегося непосредственно на ось колёсной пары. Однако это ухудшение становится значительным только при скоростях более 100 км/ч. Поэтому практически на всех грузовых тепловозах применяют простое опорно-осевое подвешивание.

 

 

 

Рисунок  - Схема опорно-осевого подвешивания ТЭД

Передача крутящего момента от ТЭД к колёсным парам осуществляется через одноступенчатый тяговый редуктор, важнейшим параметром которого является передаточное отношение μ(или передаточное число). Это отношение крутящего момента на колёсной паре к моменту на валу якоря ТЭД при длительном режиме работы колёсно-моторного блока (КМБ). Это также можно представить как отношение частоты вращения якоря ТЭД к частоте вращения колёсной пары или через отношение числа зубьев зубчатого колеса z ₂ к числу зубьев шестерни якоря Z₁

 

 

 

где  - крутящий момент на колесный паре, кН*м;

 - крутящий момент, создаваемый якорем ТЭД при длительном режиме, кН*м

 - сила тяги КМБ на длительном режиме, кН;

Д_к - диаметр колеса, м.

Значения   и можно определить из выражений:

где  - мощность ТЭД при длительном режиме, кВт;

v_p - расчётная скорость, км/ч;

 - частота вращения якоря длительного режима, об/мин.

Из соотношения

 

      

 
где  - максимально допустимая частота вращения якоря ТЭД из условия прочности.

В расчётах принимаем п_ямах =2200...2300 об/мин;

v _конст ~ конструктивная скорость, км/час. v _конст для тепловоза 3М62 = 100 км/час

Это передаточное число получено из условия прочности якоря ТЭД. Однако его нужно уточнить из условия размещения ТЭД на колесной паре. Введём понятие - длина централи «А». Это расстояние между осями тягового двигателя и колесной пары. Тогда:

 

 

где т - модуль зубчатого зацепления тягового редуктора. Можно принять   т = 10.

Длина централи в ориентировочном расчёте применяется А = 469 мм.

Число зубьев z ₁ и z ₂ определяются при решении двух уравнений: