Оценка параметров тягового зубчатого редуктора проектируемого тепловоза

Для оценки параметров тягового зубчатого редуктора (ТЗР) предварительно выбирают класс тягового привода и диаметр колеса тепловоза. При этом следует ориентироваться на характеристики локомотивов и редукторов, приведенные в таблице 9, а также на результаты предварительных расчетов (см. пункт 1.9).

Таблица 9.

Технические параметры тяговых зубчатых редукторов локомотивов [3,4]

Серия локомотива	2ТЭ10В, 2ТЭ10М, 2М62, 2ТЭ116, ТЭМ7	2ТЭ10Л, ТЭМ2, ТЭМ18	2ТЭ121, ТЭ136	ЧМЭ3	ТЭП60	ТЭП70, ТЭП75
Класс тягового привода	I	I	II	I	III	III
Диаметр колеса локомотива, мм
Число зубьев шестерни
Число зубьев большого зубчатого колеса
Модуль, мм
Централь, мм	468,8	468,8		-
	Тяговый привод I класса сконструирован таким образом, что тяговый двигатель и тяговый зубчатый редуктор имеют опорно-осевое подвешивание (рис.3). При этом двигатель с редуктором опираются одной стороной на ось колесной пары, а другой стороной – на раму тележки (через пружинную или маятниковую подвеску, которые на схеме не показаны). Такой привод применяют, как правило, на грузовых и маневровых тепловозах. В тяговом приводе II класса тяговый двигатель опирается только на раму тележки, то есть имеет опорно-рамное подвешивание (рис.4). Но редуктор при этом опирается одной стороной на ось колесной пары, а другой – на раму тележки (через реактивную подвеску), то есть имеет опорно-осевое подвешивание. Такой тяговый привод называют комбинированным. Он применяется, например, на грузовых тепловозах 2ТЭ121 и ТЭ136, имеющих высокую осевую нагрузку, и позволяет несколько уменьшить неподрессоренную массу колесной пары. Наконец, в тяговом приводе III класса и тяговый двигатель, и тяговый зубчатый редуктор имеют опорно-рамное подвешивание (рис.5). При этом большое зубчатое колесо редуктора расположено не на оси колесной пары, как в предыдущих вариантах, а на полом валу, охватывающем ось. Поскольку полый вал опирается через подшипники на корпус тягового двигателя, а сам корпус опирается только на раму тележки, весь моторно-редукторный блок имеет опорно-рамное подвешивание. Такие варианты тягового привода обычно применяют на пассажирских тепловозах.
Рис.3. Компоновочная схема тягового привода I класса
Рис.4. Компоновочная схема тягового привода II класса
Рис.5. Компоновочная схема тягового привода III класса

Оценка технических параметров тягового зубчатого редуктора выполняется в следующей последовательности.

6.1. Вращающий момент на валу тягового электродвигателя
в продолжительном режиме, Н^.м

(73)

где Р_д∞ - электрическая мощность ТЭД в продолжительном режиме, кВт;

n_∞ - частота вращения якоря ТЭД в продолжительном режиме, об/мин
(см. пункт 3.2);

η_тэд – к.п.д. тягового электрического двигателя в продолжительном режиме.

6.2. Передаточное отношение тягового зубчатого редуктора

(74)

где D_к – диаметр колеса по кругу катания, м;

V_к – конструкционная (максимальная) скорость движения локомотива, км/ч;

n_max – частота вращения якоря ТЭД при движении тепловоза с конструкционной скоростью, об/мин (см. пункт 3.1).

6.3. Модуль зубчатого зацепления

Модуль зубчатого зацепления тягового редуктора можно ориентировочно выбрать по величине вращающего момента на валу шестерни М_ш (см. таблицу 10).

Таблица 10.

Рекомендуемые модули зубчатого зацепления тягового редуктора
(при диаметре колеса локомотива D_к=1050 мм) [6]

Примечания:1) при назначении модуля первый ряд следует предпочитать второму;

2) при D_к=1250 мм и М_ш ≤ 9000 Н^.м можно задать m=10 мм;

3) при D_к=1050 мм и М_ш >7000 Н^.м можно использовать двухстороннюю зубчатую передачу, для которой М_ш=М_∞ /2, либо одностороннюю шевронную зубчатую передачу;

4) для двухсторонней зубчатой передачи с косозубыми колесами и шевронной передачи значения модуля зубчатого зацепления, приведенные в таблице 10, можно уменьшить на 1 мм.

6.4. Геометрические параметры большого зубчатого колеса

1) Допустимый диаметр делительной окружности D_z, мм

(75)

где Δ – расстояние между нижней точкой кожуха редуктора и головкой рельса (клиренс редуктора), мм;

с - расстояние между делительной окружностью большого зубчатого колеса и нижней точкой кожуха редуктора, мм (с = 18-26 мм [6,10]).

Допустимое значение клиренса редуктора зависит от класса тягового привода [6]:

Ø для тяговых приводов I и II классов Δ ≥ 120 мм;

Ø для тягового привода III класса Δ ≥ 140 мм.