牵引计算课程设计
《列车牵引计算》本科教学大纲(最新
课程编号：《列车牵引计算》课程教学大纲学时：32 学分：2一、教学大纲的说明1、授课对象：车辆工程专业，四年制本科生2、课程性质：专业方向类选修课3、任务及要求：列车牵引计算课程是一门和交通运输专业密切相关的专业选修课，本课程主要讲授机车牵引力、列车运行阻力和制动力的产生及其在运用中的变化规律，机车牵引力的计算标准，列车运行阻力和制动力计算，列车运行时分和列车制动问题的解算，牵引重量的计算和验算及牵引定数的制定，机车能耗的计算，以及如何使用电子计算机进行上述计算等内容。
要求掌握列车牵引计算的基本概念、基本原理和计算方法。
4、与其它课程的联系：先修课程：《铁道概论》后修课程：无二、教学大纲（1）机车牵引力主要介绍车钩牵引力与轮周牵引力、轮轨间的摩擦与粘着、粘着牵引力等概念及机车的牵引特性及其计算标准。
（2）列车运行阻力主要介绍基本阻力、附加阻力及列车运行阻力计算。
（3）列车制动力主要介绍制动力的产生及其限制、闸瓦摩擦系数的影响因素、闸瓦压力的计算、列车制动力的计算及动力制动等。
（4）合力曲线、运动方程及时分解算主要介绍合力曲线图的绘制及应用、列车运动方程及其应用、列车运行时分的计算和绘制等。
（5）列车制动问题解算主要介绍制动距离及其计算、紧急制动限速和列车换算制动率的解算。
（6）牵引重量主要介绍牵引重量的计算、验算及牵引定数的确定。
（7）机车燃油、燃煤及电能消耗量的计算主要介绍各型机车能量消耗量的计算。
（8）列车牵引电算主要介绍牵引电算各软件的用途及相互关系及其应用。
四、教材及参考书1、教材：《列车牵引计算》饶忠主编2010年中国铁道出版社2、参考书：《列车牵引计算》张中央主编2006年中国铁道出版社大纲批准：大纲审定：大纲制定：叶春华。
列车牵引计算教学设计
列车牵引计算教学设计1. 教学目标1.了解列车牵引计算的基本概念和原理；2.掌握列车牵引计算的方法及其在列车牵引力控制中的应用；3.能够运用所学的知识和方法进行列车牵引力的计算。
2. 教学内容1.列车牵引计算的基本概念和原理；2.列车牵引力的计算方法；3.列车牵引力控制的应用实例。
3. 教学方法1.讲授：通过教师的讲解，介绍列车牵引计算的基本概念、原理和方法；2.实验：引入列车计算软件，进行实验的操作演示，让学生能够掌握使用计算软件来进行列车牵引计算的方法；3.讨论：在实验完成后，设置小组讨论环节，引导学生讨论列车牵引力控制的应用实例。
4. 教学过程4.1 理论讲解在这一环节中，教师主要介绍列车牵引计算的基本概念、原理和方法。
教师应该把握好讲解的重点和难点，尽量用简洁明了的语言来讲解，同时要避免过于生硬的书本式讲解，让学生能够更好地理解和掌握相关知识。
其中，需要介绍以下内容：1.列车牵引力的概念；2.列车牵引力的计算公式；3.列车牵引力控制原理。
4.2 实验操作在这一环节中，教师主要是引入列车计算软件，通过实验的操作演示来让学生掌握如何使用计算软件来进行列车牵引计算。
实验的操作流程总结如下：1.打开列车计算软件；2.输入列车的重量和起始速度；3.选择列车的起始级位和终止级位；4.计算列车的牵引力。
4.3 小组讨论在实验完成后，设置小组讨论环节，引导学生讨论列车牵引力控制的应用实例。
学生可以在小组中讨论如何对列车的牵引力进行控制，以应对不同的运行环境和要求。
教师可以在讨论过程中进行引导和点拨，帮助学生更好地理解所学知识的应用。
5. 教学评价1.学生实验操作的成果；2.学生小组讨论的表现和成果；3.学生对列车牵引计算的掌握程度。
6. 总结本次教学设计旨在让学生掌握列车牵引计算的基本概念和方法，理解列车牵引力控制的原理，并能够运用所学的知识和方法进行列车牵引力的计算。
通过本次教学，我们相信学生能够更加深入地了解列车运行的基本原理和技术要求，为未来从事相关行业的工作打下坚实的基础。
铁路列车牵引计算课程设计
列车牵引计算课程设计姓名许明珠班级运输073学号200700251前言本课程设计是有关列车在区间运行时列车运行状态，和区间纵断面的情况的分析。
首先，自己选定了机车类型和相关线路条件，再根据设计的要求，对线路进行化简并列出相关计算表格；然后根据限制坡度求解牵引质量，并进行相关的验证，如：到发线有效长度，动能闯坡的相关问题；再根据牵引质量编组列车，计算列车单位合力曲线表；对合力曲线进行绘制，利用分析法和作图法，分别对上行，下行情况进行绘制；最后计算其运行能耗问题。
参考文献列车运行计算与设计主编毛保华铁路选线设计主编易思蓉目录一．已知自设条件 (1)1.机型 (1)2.行车路线 (1)二．坡度化简 (2)1.线路纵断面化简 (3)2.化简计算表 (4)3.化简后纵断面图 (6)三．牵引质量求解 (6)1.牵引质量的求解 (6)2.牵引质量的验算 (7)四．确定列车编组 (8)1.列车上行时车辆编组情况 (8)2.列车下行时车辆编组情况 (8)五．单位合力曲线图的绘制 (8)1.单位合力的计算 (8)2.单位合力曲线图的绘制 (9)六．动能闯坡验算 (12)七．下行分析法作图 (13)八．上行图解法作图 (13)九．技术速度的计算 (15)十．能耗的计算 (15)1.计算公式 (15)一．已知自设条件1机型：DF 4型机车。
2线路条件：线路纵断面如图所示；上行R=1000Y L =500R=1000Y L =500R=1200 R=800Y L =650 Y L =650R=1000 R=1200 Y L =500 Y L =500(1) 甲~乙区段为单线，全长23150m ； (2) 线路允许速度：100km/h; (3) 正线道岔限速：60km/h; (4) 侧线道岔限速：45km/h;(5) 自然条件：区段海拔未超过500m ，环境温度20℃，无大风。
(6) 到发线有效长度850m ；二．坡度化简1线路纵断面的化简用一个等效坡道代替几个相连的坡度相近的实际坡道，化简坡段的长度等于各个实际坡段长度之和，而化简坡段的坡度等于化简坡段的终点与始点的高差（2H -1H ）,除以化简坡段的长度L h ,即；h i =hL H H 12-×1000H 2和H 1——化简坡段始点和终点的标高，m ；h L ——化简坡段的长度，m ， h L =∑i L ；然后利用公式验算；2000≤∆i L ii L ——化简坡段中任一实际坡段的长度；m2000——经验常数；i ∆=|h i -i |——化简坡段的千分数与化简坡段中任一实际坡度千分的代数差的绝对值；此外，在化简时还需注意：车站到发线、动能坡道、限制坡道或其它需校验牵引质量的坡道不得与其它坡段一起化简。
《列车牵引计算》课程标准
《列车牵引计算》课程标准一、课程属性1.课程性质必修课《列车牵引计算》是电力机车专业的一门专业必修课，是一门理论课程。
2.课程定位专业课本课程在第5学期开设，是专业必修课程。
在电力机车课程体系中，本课程是一个培养综合技能和职业岗位能力的课程。
其前导课程有《电力机车运用》和《电力机车构造》等。
通过本课程学习，为学生以后从事机车运用和检修工作打下坚实的基础。
二、课程目标本课程以满足电力机车检修、运用部门相关岗位对高等技能型人才的岗位需求为目标，针对关键工作岗位的作业流程和生产任务，分析岗位所需的职业技能，以能力培养制定学习目标。
做到教学内容与典型工作任务相接轨；能力培养、考核与职业技能训练、鉴定相接轨；学生素质培养评价与企业文化、职业素养要求相接轨。
1．知识目标（1）机车牵引力计算能力。
（2）列车运行阻力计算能力。
（3）列车制动力计算能力。
（4）列车区段运行时间、速度计算能力。
（5）机车耗电量计算能力。
（6）牵引重量计算能力。
（7）列车运行监控装置制动模式曲线设计能力。
（8）列车牵引电算软件使用与维护能力。
2.能力目标（1）具有较强的学习新知识、新技能的能力，能够不断跟踪学习内燃机车检修、运用、检测方面的先进技术，提高检测准确率和检修质量；（2）具有利用计算机、互联网等手段进行信息搜索、资料查询、资料提炼整理、信息传输等能力；（3）具有较强的分析、归纳、解决问题的方法能力及制订完善工作计划的能力；（4）具有一定的创新意识和科学思维能力，能够创造性地解决生产中的实际问题。
3.素养目标（1）具有正确的人生观、世界观和良好的职业道德，爱岗敬业、乐于奉献、钻研业务；（2）具有较强的安全生产意识和安全生产能力；（3）具有良好的身体素质和健康的心理，懂得体育锻炼方法；（4）具有较强的计划、组织、协调能力和团队合作精神，良好的与人沟通能力；（5）具有进取意识、自我学习能力；（6）具有节约能源和环保意识。
三、课程内容及实施1.课程结构2.1设计思路本课程以企业岗位能力为标准，以技能培养为核心，以能力培养为目的，将知识能力、方法能力和社会能力融入到教学过程中。
第三章牵引计算
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牵引计算
牵引计算以力学为基础，研究作用在列车上 的与列车运行方向平行的外力，以及这些力 和列车的运动关系，进而研究与列车运动有 关的一系列实际问题的计算方法，如列车运 行速度和时间、牵引质量、机车能耗、列车 制动等问题的计算与解算。本课程重点学习 牵引质量、运行速度、运行时分等的相关概 念和计算方法。
a)LL≤LY,
wr =
r
R
L
Ll
Ly
600 10 . 5 α g ( N / t )或 w r = g (N / t) R Ly
Wr =
b)LL>LY,
wr =
600 g × LY × q ( N ) R
600 L 10 . 5α g Y ( N / t )或 w r = g (N / t) R LL LL
作用在列车上的力
列车制动力
电阻制动： 电阻制动：
电阻制动力产生原理：利用 电阻制动力产生原理 列车在坡道上的下滑力带动牵 引电动机电枢旋转，使牵引电 动机变为发电机运行。
最大励磁电流限制线 最大励磁电流
最大制动电流限制线
最大制动电流限 制线
解：
1、计算列车平均单位基本阻力 1）韶山3型机车单位基本阻力： w0’=(2.25+0.019V+0.00032V2)g =(2.25+0.019×70+0.00032 ×70 2) ×9.81 =50.50 (N/t)
------=e单位阻力
空气制动力产生原理
闸瓦制动：以机车上装置的空气压缩机产生的压缩空气为动力 推动机车车辆上的制动闸瓦压紧车轮轮箍，由摩擦产生制动。
盘形制动：将闸瓦紧装在车轴上的制动盘而引起制动作用，也是一种 摩擦制动方式。
列车牵引计算课程设计程序编程码
列车牵引计算课程设计程序编程码1. 确定计算所需的输入参数，如列车质量、坡度、摩擦系数等。
2. 根据牵引计算公式，编写计算函数，该函数输入参数并返回牵引力。
3. 在主程序中获取用户输入参数，调用计算函数并输出计算结果。
以下是一个简单的C++示例代码：```cpp#include <iostream>using namespace std;// 牵引力计算函数double calculateTractiveForce(double trainMass, double gradient, double frictionCoeff) {// 使用您所需的牵引力计算公式进行计算double tractiveForce = trainMass * 9.8 * gradient + trainMass * 9.8 * frictionCoeff;return tractiveForce;}int main(){double trainMass, gradient, frictionCoeff;double tractiveForce;// 获取用户输入参数cout << "请输入列车质量（单位：千克）：";cin >> trainMass;cout << "请输入坡度（百分比）：";cin >> gradient;cout << "请输入摩擦系数：";cin >> frictionCoeff;// 调用计算函数tractiveForce = calculateTractiveForce(trainMass, gradient, frictionCoeff);// 输出计算结果cout << "牵引力为：" << tractiveForce << " 牛顿" << endl;return 0;}```。
列车牵引计算课程设计
课程设计课程名称机车车辆方向课程设计题目名称 SS4列车牵引计算学院 _ 专业班级__ 学号_____ __ 学生姓名______ __ 指导教师___2014年 6 月19 日目录摘要 (1)0 引言 (1)1.设计任务 (1)2.机车基本参数 (1)2.1计算牵引质量 (1)2.2校验并确定区间牵引质量 (1)2.3列车换算制动率的计算 (1)3 合力图 (1)3.1 机车各种工况的曲线 (1)3.2绘制合力曲线 (1)4计算制动距离和运行时间 (1)4.1计算列车制动的距离 (1)4.2运行时间 (1)结束语 (1)参考文献 (1)摘要本次课程设计主要进行了列车的计算牵引质量，校验了区段牵引质量，以及制动率。
利用matlab画出了机车各工况的单位合力曲线。
对化简的线路纵断面进行了运行时间计算及制动距离的计算。
手绘出了绘制列车运行速度线和列车运行时间线。
关键词：列车；牵引；制动；计算0 引言提高列车牵引质量和运行速度，保证铁路行车安全和尽量节约机车能耗，是扩大铁路运输能力提高铁路工作效益的重要内容。
为此，必须讲究科学管理和经济操纵，提高运输管理和列车操纵水平；很好的研究列车的牵引质量，运行速度，制动距离及机车能耗等与哪些因素有关，怎样在保证行车安全和节能的条件下“多拉快跑”；同时，要让铁路运输管理工作人员及其后备军都有这方面的知识，即会分析也会计算。
列车牵引计算正是这方面必须有的，故进行本次课程设计。
1.设计任务SS 4型电力机车牵引70辆货车，均为滚动轴承（牵引质量5000t ），其中标记载重50t ，装有GK 型制动机的重车48辆，空车5辆；标记载重25t ，装有120型制动机的重车12辆；标记载重25t ，装有120型制动机空车5辆。
车辆按高磷闸瓦计算，列车管受空气压力为500KPa 。
制动初速度为104Km/h 。
SS 4型电力机车电功率6400KW ，轴式为2×（Bo —Bo ），轴重23t 。
列车牵引计算
列车牵引计算课程设计课程名称__机车车辆⽅向课程设计___题⽬名称__SS8型电⼒机车牵引计算 _学院______机械⼯程学院 _ _ _专业机械设计制造及其⾃动化班级__ 机0801-5班学号________ _ __学⽣姓名______ __ __指导教师______ ________2012年 3 ⽉2⽇⽬录摘要 (4)1 引⾔ (4)2 设计内容 (4)2.1 课程设计⽬的 (4)2.2 课程设计要求 (4)2.3 课程设计题⽬描述 (4)2.4课程设计的具体任务 (5)3 总体设计 (5)3.1 选定计算坡道，计算牵引质量（含校验） (5)3.1.1限制坡道的确定 (5)3.1.2牵引重量的计算 (5)3.1.3牵引重量的校验 (6)(6)3.2 计算列车制动率h3.3 制合⼒曲线 (7)3.3.1合⼒计算表 (7)3.3.2合⼒曲线 (9)3.4 绘制运⾏速度和运⾏时间曲线…………………………………………12.3.4.1 速度线的绘制 (12)3.4.2 时间线的绘制 (13)3.5 线路纵断⾯化简（运⾏时间、制动距离等） (13)3.5.1 线路化简 (13)3.5.2 制动距离 (15)3.6 计算绘制列车运⾏速度和运⾏时间线 (17)4 算表的Matlab程序 (22)4.1 合⼒曲线程序 (22)4.2 牵引运⾏合⼒曲线程序 (27)4.3 惰性运⾏合⼒曲线程序 (28)4.4 常⽤制动合⼒曲线图程序 (28)4.5 电阻制动合⼒曲线图程序 (29)4.6 运⾏时间和速度曲线图程序 (30)结束语 (31)参考⽂献 (32)【摘要】根据列车牵引计算的基本理论，严格按照《列车牵引计算规程》，利⽤⼿⼯计算和计算机编程绘图两种⽅式完成了列车计算坡道、牵引重量、列车换算制动率、运⾏时间和运⾏速度的计算，以及运⾏合⼒曲线图、运⾏速度和时间曲线图的绘制。
其中计算机绘图计算部分中的绘图程序均⽤Matlab完成，列车运⾏时间和运⾏距离的计算程序均应⽤⼿⼯计算。
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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，HX D1,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w 0†=2.28+0.0293v+0.000178v 2=3.0
w 0‡=0.92+0.0048v+0.000125v 2=1.08 从而G ＝
[
]
'
10)(10
)(3
''0
3
'
0--∙∙+∙∙∙∑+∙∑-∑g i w g i P w P F x x Y J λ
={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
G C =69.4t L C =14m
车站到发线有效长度e L ＝750 m
c
j e e L L L G 30
G c
-∑-＝=69.414
30
1.21750--⨯
=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ϑh
ϑh ＝
g
G P k 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,ϑh=0.34）
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）
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
六，分析法的试凑过程
七，选用的比例尺：
2. 为了便于分辨工况，在绘制速度曲线时：牵引运行时用
“————”表示；惰行时用“––––––”表示；空气制动时用“–．–．–．–．–．–”表示；
3. 速度间隔：不超过10km/h；
4.列车驶过换坡点的速度需用试凑法决定；
5. 在使用单位合力曲线图时，应注意列车驶入下一个坡段时，要按
下一个坡段的加算坡度千分数应将()
c f v
=曲线的速度坐标轴作相应的左右移动；
6. 由牵引运行转为制动运行，或由制动运行转为牵引运行，中间应
有一段合理的惰行距离，一般取为不小于500.
八，平均技术速度
下行：V=S/∑T=22400/(28.04*60)=13.31(m/s)=47.93(km/h).上行：V=S/∑T=22400/(26.26*60)=14.21(m/s)=51.18(km/h).九，机车燃油耗量计算表
十：合理性分析
首先线路纵断面设计很粗糙，最小全线半径及最大曲线半径，相邻坡度差，限制坡度的长度，站坪的长度，道岔号数等都没有深入的考虑。
计算牵引质量时，只有了限制坡道和到发线有效长进行计算，而其他的限制条件都没有考虑。
最后的计算结果为2800t，而实际编组牵引质量为2771.5他。
在坡道简化这一块，由于限破和闯破不能跟相邻的坡道简化在一起，导致上下行简化的段数和位置一样。
站在现实角度讲这不太合理。
一共化简了12个坡，最长的化简坡道为
4500m,最短的为500m.
在下行分析法作图的过程中，采用的方法是分段计算的办法，每段的误差范围为50m，这比采用里程累加误差检验方式的的误差要大很多，其实这有些不合理。
最后的的走行时间为28.4min，走行距离为22.4km.平均计算速度为49.73km/h.
在上行作图法分析的过程中，走行时间为26.6min，走行距离为22.4km.平均计算速度为51.18km/h.
下行最后的能耗为187.96kg，这样的能耗比较合理，但从运行时分图上可以看出，在第一个区间，一直是牵引工况，但因为线路状况不好，速度很低，在过站时都不应考虑问题，因为站前速度很低，鉴于这种情况，可以考虑在该区间用功率相对较大一点的机车牵引，提高旅行速度和降低旅行时间，降低能耗，达到节约资源和提高运行效率的目的。
十一.参考文献
《列车运行计算与设计》……人民交通出版社……主编：毛保华《列车牵引计算》……………北方交通大学………主编：饶忠。