Рис. 20 Расчётная схема цилиндрической пружины: а — схема действия сил; б — распределение в сечении прутка касательных напряжений от действия крутящего момента М; в — распределение касательных напряжений от действия перерезывающей силы Р
При проектировании рессорного подвешивания вагона необходимо руководствоваться Нормами для расчёта и проектирования новых и модернизируемых вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных).
Исходные данные:
вес брутто вагона т;
конструктивная скорость км/ч.
Определение искомых параметров рессорного подвешивания.
Определяем массу надрессорного строения вагона, т:
,
где – масса тележки, = 4,9 т (для тележки ЦНИИ-Х3-0);
– масса надрессорной балки, = 0,5 т;
т.
Вес надрессорного строения, Н:
;
Н.
Кузов вагона с заданной скоростью движения при схеме рессорного подвешивания тележки по типу ЦНИИ-Х3-0 подвешен на 4-х рессорных комплектах (по 2 комплекта на каждой тележке), каждый элемент состоит из сети упругих элементов.
Статическая нагрузка на один упругий элемент (пружину) определяется выражением, Н:
,
где – количество тележек, = 2;
– количество комплектов на тележке, = 2;
– количество упругих элементов в комплекте, = 7;
Н.
Расчётная нагрузка на одну пружину, Н:
,
где – коэффициент конструктивного запаса, = 1,8
(по рекомендации [3,c.5]);
Н.
Вычислим коэффициент кривизны прутка:
,
где – индекс пружины, = 6.
.
Диаметр прутка находим по условию обеспечения прочности пружины, м: