牵引计算课程设计.docx
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牵引计算课程设计
牵引计算课程设计说明书
班级：
交运082
姓名：
刘胜祥
学号：
200800150
指导老师：
孟伯政
2010年12月28日
目录
前言..........................................2
设计要求…………………………………………………3
课程设计简介..................................5
牵引质量计算……………………………………………5
换算制动率………………………………………………6.
相关计算及合力表..............................7
线路纵断面化简计算表..........................8
分析法计算结果汇总表..........................9
分析法试凑过程…………………………………………11
选用比例尺………………………………………………13
平均计算速度计算..............................14
能耗计算…………………………………………………14
合理性分析………………………………………………15
参考文献…………………………………………………16
前言
作为当代大学生，我们不仅要学好课本知识，尤其是专业课，更要提高我们的操作能力与动手能力，所以做课程设计是一个很好的锻炼机会，我们每个同学应该抓住机会，认真完成课程设计。
本课程设计包括合力曲线图，运行速度时间图，对列车的各种情况分析以及列车运行各项指标的标准等等.
由于本人所学知识有限，设计中难免存在错误和不足，还望老师给予批评指正。
设计要求
（一）已知条件
1.机型：
人选熟悉的某一机型，如：
DF4,DF8,SS1,SS3,SS4,SS8,SS9，HXD1,CRH2型机车等。
2.线路条件：
自行设计运行区间（由起点站运行到终点站进站停车）。
需标明相关条件，（如：
线路纵断面：
下图所示甲~乙区段为复线，全长8.2KM；
速度限制：
线路允许速度：
100KM/H；
正线道岔限速：
60KM/H；
侧线道岔限速：
45KM/H；
车站到发现有效长：
750M；
自然条件：
区段海拔均未超过500M，环境温度不高于20摄氏度，无大风）
线路设计要求：
运行区间总厂长不小于20KM，原始坡段不少于30个，区间各坡道的最大坡度差不小于20%，列车运行途中至少经过一个车站。
曲线段不少于5处化，简后的坡道数不得少于12个。
3.车辆编组：
可根据知悉的实际情况确定，如：
货物列车组为：
C60型车占80%，自重19吨，载重50吨，换长1.2，GK型制动机；
N12型占20%，自重20.5吨，载重60吨，换长1.3，K2型制动；
S10型车1辆，自重18吨，K1型制动，换长0.8.
（二）求解内容
1.按照要求设计线路纵断面
2.计算牵引质量，校验并确定区段牵引质量（重点体现动能闯岥部分的应用）。
计算列车换算制动率和增速时间。
3.编制合力表，绘制合力曲线，并将曲线绘制在下行时分图的左侧，并注明条件。
4.化简线路纵断面，列出化简计算表。
5.绘制列车速度和时间线，用米格纸手工绘制时分图两张，取第一比例尺，下行分析法绘制，上行用作图法绘制。
6.根据计算的运行时分，计算出平均计算速度。
7.计算能耗量。
8.根据列车运行时分图，分析运行状况中存在的问题，给出合理性分析。
（三）编写计算说明书要求：
说明书全文力争简单明了，整洁清晰，层次分明，词语通常，计算部分先列公式后带入参数，各参数要说明代表意义和出处。
（四）图纸部分要求：
图面整洁，曲线圆滑，符号及绘图标标记应符合铁道部《列车牵引计算（TB/T1407-1998）》的规定。
（五）其它说明
1.计算机出土时，可以使用AutoCAD绘制，亦可以进行电算自动生成。
2.设计以及计算过程用Word2003进行编辑，使用A4纸打印，并与图表一起装订成册，使用程序者需附上源代码。
3.本设计须提交电子文档，设计文档须包含前言，目录，参考文献，附录等
4.设计说明书发送到E-mail：
dayu06wd@
课程设计过程如下：
采用东风4B型机车单机牵引
路纵断面：
AC区段为复线，全长S=22.4km
速度限制:
线路允许速度:
100km/h
正线道岔限速:
60km/h
侧线道岔限速:
45km/h
自然条件:
区段海拔高度均未超过500m,环境温度不高于20.无大风.
一、计算牵引质量
（1）按限制坡度计算：
限制坡道：
ix=8.6，查表得：
vj=21.8km/h,Fj=313.0,P=138
所以w0′=2.28+0.0293v+0.000178v2=3.0
w0″=0.92+0.0048v+0.000125v2=1.08
从而G＝
={313.0*0.9-[138*（3.0+8.6）]/（（1.08+8.6）*9.81*10-3）=2801.11吨
故取牵引质量为：
2800吨.
（2）按车站到发线有效长度计算
GC=69.4tLC=14m
车站到发线有效长度
＝750m
=69.4
=3464（t）故取牵引质量为：
2800吨，得车列编组如下C60型车占80%，
自重19吨，载重50吨，换长1.2，GK型制动机，共32辆；N12型占20%，自重20.5吨，载重60吨，换长1，3共7辆。
实际牵引质量：
2771.5t.
二、列车换算制动率h
h＝
＝（7*160+650+32*250）/（（138+2771.5）*9.81）=0.34
三、编制DF4B机车单机牵引单位合力计算表合力曲线表如下：
计算单位合力计算表
（DF4B机车，P=138t，G=2771.5t,h=0.34）
工况
序号
项目
速度（km/h）
0
10
19
20
30
40
50
60
70
80
90
100
牵引运行
1
机车最大牵引力F（KN）
399.6
364.7
353.3
333.0
235.4
177.7
143.0
118.3
98.0
78.0
59.7
42.0
2
Fy=0.9F（KN）
359.69
328.23
317.97
299.7
211.86
159.93
128.7
106.47
886.2
72.0
53.73
37.8
3
w0′=2.28+0.0293v+0.000178v2（N/KN）
2.59
2.59
2.90
2.94
3.32
3.74
4.19
4.68
5.20
5.76
6.36
6.99
4
W0′=∑（P×w0′）·g×10-3（KN）
3.51
3.51
3.93
3.98
4.49
5.06
5.67
6.34
7.04
7.80
8.61
9.46
5
w0″=0.92+0.0048v+0.000125v2（N/KN）
0.98
0.98
1.05
1.07
1.18
1.31
1.47
1.66
1.87
2.10
2.36
2.65
6
W0″=G·w0″·g·10-3（KN）
26.64
26.64
28.54
29.09
32.08
35.61
39.96
45.13
50.84
57.09
64.16
72.04
7
W0=W0′+W0″（KN）
30.15
30.15
32.47
33.07
36.57
40.67
45.63
51.47
57.88
64.89
72.77
81.5
8
C=∑F-W0（KN）
329.52
298.08
285.5
266.63
175.29
119.26
83.07
55.0
30.32
5.32
-19.04
-43.7
9
c=C×103/[∑（P+G）·g]
（N/KN）
11.54
10.44
10.0
9.34
6.14
4.17
2.91
1.92
1.06
0.18
-0.66
-1.53
惰行
1
c=-W0×103/[（∑P+G）g]0（N/KN）
-1.05
-1.05
-1.13
-1.15
-1.28
-1.42
-1.59
-1.80
-2..02
-2.27
-2.54
-2.85
常用制动
1
j=0.372（17v+100）/（60v+100）（N/KN）
0.356
0.264
0.217
0.214
0.181
0.159
0.142
0.130
0.120
0.112
0.105
0.099
2
b=1000j·h（N/KN）
-121.04
-89.76
-73.78
-72.76
-61.54
-54.06
-48.28
-44.2
-40.8
-38.08
-35.7
-33.66
3
c=-（0.5b+w0）（N/KN）
-61.57
-45.93
-38.02
-37.53
-32.05
-28.54
-25.73
-23.9
-22.42
-21.31
-20.39
-19.68
四、线路纵断面化简计算表如下：
（原始坡道32个，化简后的坡道共有12个）
实际断面
化简断面
检验
折算坡度千分数
加算坡度千分数
标高
编号
坡长
坡度千
分数
（‰）
编号
坡长
Ih=（H2-H1）*1000/Lh
Li*⊿i≦2000
Ir=（600/Lh）*
∑（lri/Ri）
下行
上行
100
1
750
0
站内不予化简
98.32
2
400
4.2
2
1450
-3.24
400*|-4.2+3.24|<2000
400*|-3.0+3.24|<2000
650*|-2.8+3.24|<2000
0
-3.24
3.24
97.1
3
400
3.0
95.3
4
650
2.8
101.7
5
500
12.8
闯坡不予化简
101.7
6
400
0
4
3300
0.59
400*|0-0.59|<2000
700*|1.0-0.59|<2000
800*|0-0.59|<2000
700*|0.8-0.59|<2000
700*|1-0.59|<2000
0.27
0.86
-0.32
102.4
7
700
1.0
102.4
8
800
0
102.96
9
700
0.8
103.66
10
700
1.0
125.16
11
2500
8.6
5
限坡不予化简
125.96
12
400
2.0
6
1500
1.59
400*|2.0-1.59|<2000
600*|1.8-1.59|<2000
500*|1.0-1.59|<2000
0.27
1.86
1.32
127.04
13
600
1.8
127.54
14
500
1.0
127.54
15
600
0
7
600
站内不予化简
127.54
16
550
0
8
550
站内不予化简
124.34
17
800
4.0
9
4500
-3.74
800*|-4.0+3.74|<2000
700*|-3.8+3.74|<2000
950*|-2.0+3.74|<2000
750*|-3.8+3.74|<2000
400*|-3.2+3.74|<2000
900*|-3+3.74|<2000
0.16
0.16
-3.58
-3.58
4.90
4.90
121.68
18
700
3.8
118.45
19
950
3.4
114.7
20
750
5.0
113.42
21
400
3.2
110.72
22
900
3.0
106.72
23
800
5.0
10
3050
-5.53
800*|-5+5.53|<2000
400*|-8+5.53|<2000
1000*|-5.6+5.53|<2000
850*|-4.8+5.53|<2000
0.12
-5.41
5.56
103.52
24
400
8.0
97.92
25
1000
5.6
93.84
26
850
4.8
95.4
27
600
2.6
11
3000
3.27
600*|2.6-3.27|<2000
700*|3.8-3.7|<2000
600*|2.8-3.27|<2000
600*|3.2-3.27|<2000
500*|4.0-3.27|<2000
0
3.27
-3.27
98.06
28
700
3.8
99.74
29
600
2.8
101.66
30
600
3.2
103.66
31
500
4.0
103.66
32
700
0
12
700
站内不予化简
注：
（1）限制坡道编号5
（2）动能坡道编号2
（3）中间站B编号7、8
（4）上行的化简结果跟上表一样不予重复化简。
五、下行运行时分结果汇总表
坡度千分数
坡段长度（m）
工况
速度间隔
（km/h）
行驶距离
运行时分
⊿S
∑⊿S
⊿t
∑⊿t
0
750
牵引
0-10
37.6
37.6
0.45
0.45
牵引
10-19
106.18
143.54
0.44
0.89
牵引
19-20
16.68
160.22
0.05
0.94
牵引
20-30
252.72
412.94
0.61
1.55
牵引
30-36
300.24
713.18
0.55
2.1
-3.24
1450
牵引
36-40
163.78
163.78
0.26
0.26
牵引
40-50
556.82
720.62
0.74
1.0
50-59
712.67
1433.27
0.79
1.79
12.8
500
牵引
59-50
397.16
397.16
0.44
0.44
牵引
50-48
84.25
481.41
0.1
0.54
0.86
2300
牵引
48-50
364.87
364.87
0.45
0.45
牵引
50-60
2884.90
3249.77
3.13
3.58
牵引
60-60.1
44.7
3294.48
0.05
3.63
8.6
2500
牵引
60.1-60
7.56
7.56
0.01
0.01
牵引
60-50
745.85
753.41
0.81
0.82
牵引
50-40
735.88
1489.29
0.98
1.80
牵引
40-30
834
2323.29
1.43
3.23
牵引
30-28
213.09
2536.38
0.44
3.67
1.86
1500
牵引
28-30
108.21
108.21
0.22
0.22
牵引
30-40
915.04
1023.25
1.57
1.79
牵引
40-43
496.80
1520.05
0.72
2.51
0
600
牵引
43-48
568.92
568.92
0.75
0.75
0
550
牵引
48-50
267.97
267.97
0.33
0.33
牵引
50-52
289.81
557.78
0.35
0.68
-3.58
4500
牵引
52-60
635.42
635.42
0.68
0.68
牵引
60-70
1077.73
1713.15
0.94
1.62
牵引
70-80
1478.72
3191.87
1.18
2.80
80-86.6
1298.91
3064.77
0.20
2.44
-5.41
3050
惰行
86.6-90
875.46
875.46
0.59
0.59
制动
90-80
462.12
1337.58
0.33
0.92
制动
80-70
381.63
1719.21
0.31
1.23
制动
70-60
306.44
2025.65
0.28
1.51
牵引
60-70
796.03
2821.68
0.73
2.24
牵引
70-72.6
243.09
3064.77
0.20
2.44
3.27
3000
惰行
72.6-70
290.61
290.61
0.24
0.24
惰行
70-60
1048.54
1339.15
0.97
1.21
牵引
60-58.8
450.36
1789.51
0.51
1.72
惰行
58.8-50
811.48
2600.99
1.08
2.8
惰行
50-45.2
391.27
2992.26
1.7
4.5
0
700
惰行
45.2-45
50.15
50.15
0.07
0.07
惰行
45-43.4
393.2
443.35
0.53
0.60
制动
43.4-40
42.45
485.8
0.06
0.66
制动
40-30
97.3
583.1
0.17
0.83
制动
30-20
60.61
643.71
0.15
0.98
制动
20-10
31.01
674.72
0.12
1.10
制动
10-0
7.78
682.50
0.09
1.19
六，分析法的试凑过程
试凑坡段
速度间隔
v1~v2
平均速度
平均合力
S=8.34vp×△v/cp
累积距离∑△S
△S=Lh-∑△S
判断
1
30-36
33
5.5
300.24
713.18
36.82
△S<50
（试凑成功）
2
50-58
54
5.79
622.25
1342.85
107.15
△S>50
（试凑失败）
50-59
54.5
5.74
712.65
1433.27
16.73
△S<50
（试凑成功）
3
50-46
48
-7.9
84.25
481.41
18.59
△S<50
（试凑成功）
4
60-61
61.5
0.97
520
3769.94
469.94
△S>50
（试凑失败）
60-62
61
1.0
100.24
3351.01
50.01
△S>50
（试凑失败）
60-60.1
60.05
1.12
44.7
3294.48
5.52
△S<50
（试凑成功）
5
30-28
29
-1.6
1107.03
2536.38
36.38
△S<50
（试凑成功）
6
40-41
41.5
2.24
150.79
1174.04
325.95
△S>50
（试凑失败）
40-42
41
2.14
319.57
1342.82
157.18
△S>50
（试凑失败）
40-43
42.5
2.09
496.80
1520.05
20.05
△S<50
（试凑成功）
正线限速
50-52
51
2.83
300.59
1123.21
148.21
△S>50
（试凑失败）
50-51
51.5
2.9
145.23
967.85
7.15
△S<50
（试凑成功）
7
43-48
45.5
3.335
568.92
568.92
31.08
△S<50
（试凑成功）
8
50-52
51
2.83
289.81
557.78
7.78
△S<50
（试凑成功）
9
80-86
83
3.58
1160.14
4352.01
147.99
△S>50
（试凑失败）
80-87
83.5
3.5
1392.78
4584.65
84.65
△S>50
（试凑失败）
80-86.8
83.4
3.48
1359.13
4551.00
51.00
△S>50
（试凑失败）
80-86.6
83.3
3.53
1298.91
4490.78
9.22
△S<50
（试凑成功）
10
70-74
72
6.31
380.65
3202.33
152.33
△S>50
（试凑失败）
70-72.6
71.3
6.36
243.09
3064.77
14.77
△S<50
（试凑成功）
第一次制动试凑1
58-50
54
4.92
732.29
2460.71
237.6
△S>50
（试凑失败）
60-58
59
-1.27
774.89
3637.6
第一次制动试凑2
58.6-50
54.3
-4.07
956.90
2687.32
211.85
△S>50
（试凑失败）
60-58.6
59.3
-1.32
524.53
3211.85
第一次制动试凑3
58.8-50
59.4
-4.07
811.48
2541.9
7.74
△S<50
（试凑成功）
60-58.8
54.4
-1.17
450.36
2992.26
道岔限速
47-45
46
-1.55
495.01
495.01
441.81
△S>50
（试凑失败）
45.2-45
45.1
-1.5
50.15
50.15
3.19
△S<50
（试凑成功）
第二次制动试凑
1
45-44
44.5
-1.5
371.13
567.83
28.39
△S<50
（试凑成功）
44-40
42
-27.7
50.58
618.41
第二次制动试凑
2
45-43.4
44.2
-1.5
393.2
589.9
14.45
△S<50
（试凑成功）
43.4-40
41.7
-27.85
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