Курсовая работа: Разработка системы рессорного подвешивания пассажирского электровоза

B_н =B-2·D₁ (2.16)

B_н =0.21-2·0.02=0.17 м

2.2 Расчёт геометрических характеристик сечений рамы тележки

Размеры и расчётные данные сечений балок приведены в таблице 2.1

Таблица 2.1 Размеры и расчётные данные сечений балок рамы тележки

Элемент	B,	H,	h,	b,	h0 ,	b0 ,	1 ,	2 ,	3 ,
рамы	10-3 м	10-3 м	10-3 м	10-3 м	10-3 м	10-3 м	10-3 м	10-3 м	10-3 м
Концевая поперечная балка	150	200	166	80	183	95	17	15	-
Концевая часть боковины	210	200	166	140	183	155	17	15	-
Средняя часть боковины	40	430	381	140	406	155	17	15	15
Средняя поперчная балка	300	400	366	230	383	245	17	15	-

Для сечения концевых поперечных балок получаем:

- площадь сечения горизонтального листа F_1.2 =B·d₁ =150·17=22.5·10^-4 м²

- площадь сечения вертикального листа F_3.4 =H·d₂ =200·15=25.2·10^-4 м²

- ординаты и абсциссы собственных центров тяжести для горизонтальных листов z_1,2 =±h₀ /2=±92·10^-3 м; x_1,2 =0;

- ординаты и абсциссы собственных центров тяжести для вертикальных листов x_4,3 =±b₀ /2=±47.5·10^-3 м; z_3,4 =0.

Моменты инерции при изгибе для составляющих сечение элементов определяются по формулам:

для горизонтальных листов:

(2.17)

для вертикальных листов:

(2.18)

Результаты расчётов сводим в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 Вспомогательные параметры для концевых поперечных балок рамы тележки

Элемент	Fi ,	zi ,	xi ,	zi 2 Fi	xi 2 Fi	Ixi ,	Izi ,
сечения	10-4 м2	10-3 м	10-3 м	10-6 м4	10-6 м4	10-6 м2	10-6 м2
Верхний горизонтальный лист	25.5	92	0	21.58	0	0.0614	4.8
Нижний горизонтальный лист	25.5	-92	0	21.58	0	0.0614	4.78
Левый вертикальный лист	24.9	0	-47	0	5.5	5.718	0.0466
Правый вертикальный лист	24.9	0	47	0	5.5	5.718	0.0466
Сумма	100.8	0	0	43.16	11.0	11.559	9.65

Аналогичным образом заполняется таблица 2.3 для средней поперечной балки и таблица 2.4 для концевых частей боковины.

Таблица 2.3 Вспомогательные параметры для средней поперечной балки рамы тележки

Элемент	Fi ,	zi ,	xi ,	zi 2 Fi	xi 2 Fi	Ixi ,	Izi ,
сечения	10-4 м2	10-3 м	10-3 м	10-6 м4	10-6 м4	10-6 м2	10-6 м2
Верхний горизонтальный лист	51	192	0	188	0	0.123	38.25
Нижний горизонтальный лист	51	-192	0	188	0	0.123	38.25
Левый вертикальный лист	54.9	0	-123	0	83.06	61.28	0.103
Правый вертикальный лист	54.9	0	123	0	83.06	61.28	0.103
Сумма	211.8	0	0	376	166.12	22.8	76.706

Таблица 2.4 Вспомогательные параметры для концевых частей боковины рамы тележки

Элемент	Fi ,	zi ,	xi ,	zi 2 Fi	xi 2 Fi	Ixi ,	Izi ,
сечения	10-4 м2	10-3 м	10-3 м	10-6 м4	10-6 м4	10-4 м2	10-6 м2
Верхний горизонтальный лист	35.7	92	0	30.22	0	0.0859	13,12
Нижний горизонтальный лист	35.7	-92	0	30.22	0	0.859	13,12
Левый вертикальный лист	24.9	0	-77	0	14.76	5.71	0,047
Правый вертикальный лист	24.9	0	77	0	14.76	5.71	0,047
Сумма	121.2	0	0	60.44	29.52	11.61	26,33

Ординаты собственных центров тяжести элементов средней части боковины для горизонтальных листов z_1.2 '=±(h+d₁ )/2=±(0.383+0.016)/2=0.199 м.

Для усиливающей накладки

z₂ '=h/2+d₁ +d₃ /2=0.383/2+0.017+0.015/2=0.216 м.

Ордината центра тяжести всего сечения:

(2.19)

Используя формулу z_i =z_i '-z_c определяем z_i и составляем таблицу 2.5.

Таблица 2.5 Вспомогательные параметры для средней части боковины рамы тележки

Элемент	Fi ,	zi ',	zi ,	xi ,	zi 2 Fi	xi 2 Fi	Ixi ,	Izi ,
сечения	10-4 м2	10-3 м	10-3 м	10-3 м	10-6 м4	10-6 м4	10-6 м2	10-6 м2
Верхний горизонтальный лист	35.7	199	173,04	0	107.34	0	0.0859	13.12
Нижний горизонтальный лист	35.7	-199	-224,96	0	180.67	0	0.0859	13.12
Левый вертикальный лист	57.15	0	-25,96	-77,5	3.85	33.88	69.13	0.107
Правый вертикальный лист	57.15	0	-25,96	77,5	3.85	33.88	69.13	0.107
Усиливающая накладка	25,5	215	189,04	0	91.13	0	0,048	6,14
Сумма	211.2	215	85,2	0	386.84	67.76	138.47	32.6

Моменты инерции при изгибе и кручении для поперечных сечений каждого элемента рамы тележки:

(2.20)

(2.21)