При исследовании движения локомотива в кривых приходится решать ряд чисто геометрических задач. Прежде всего необходимо определить, вписывается ли экипаж проектируемого тепловоза в кривую заданного радиуса.

Для решения указанной задачи необходимо прежде всего рассмотреть геометрические соотношения между размерами рельсовой колеи и локомотивного экипажа. Правила технической эксплуатации устанавливают, что при укладке рельсов в кривых, радиус которых меньше 350 м, уширение колеи δ составляет 10 мм, а при радиусе менее 300 м – δ=15 мм.

Для упрощения чертежа на нем изображаются лишь внутренние грани головок рельсов. Расстояние между ними принимается равным суммарному зазору между гребнями бандажей и головками рельсов в кривой, радиус которой менее 300 м, т.е. 29 мм. Соответственно и экипаж локомотива изображается в виде одной линии. Точки на этой линии изображают оси колесных пар, а расстояния от этих точек до кривых, представляют собой зазоры между гребнями колесных пар и головками рельсов. Поэтому крайние колесные пары трехосной тележки прижаты к головкам рельсов, а внутренняя колесная пара имеет относительно них зазор. Для того, чтобы этот зазор можно было измерить непосредственно в мм, при вычерчивании база тележки уменьшается в n раз, а радиус кривой в n ² раз.

Точные значения могут быть получены, если выбрать разные, не связанные друг с другом масштабы m_y и m_x. При этом окружность, изображающая рельс, преобразуется в эллипс, который на участке, необходимом для вписывания локомотива, с большой точностью может быть заменен параболой.

Уравнение параболы, изображающей на чертеже наружный рельс:

.

При построении принимаем масштабы m_y=1:1, m_x =1:100.

Заданный радиус кривой: , получаем:

Подставляя в это выражение величину Х, получим координаты параболы. Если эту параболу сдвинуть параллельно самой себе на 29мм, получим изображение внутреннего рельса. Координаты парабол наружного и внутреннего рельсов представлены в табл.8.

Таблица 8.

Значения координат парабол внутреннего и наружного рельсов

Результат построений показывает, что проектируемый локомотив почти вписывается в кривую R = 125 м . Для его вписывания можно сместить рельс на 2 мм, но в принципе можно сказать, что он вписывается в кривую заданного радиуса, и тележки повернуты относительно рамы тепловоза на угол:

– передняя тележка

– задняя тележка

Раздел 9.