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2.3龙门架加载模块设计 10
2.4试验台内部模块设计 11
2.4.1电机的选择 11
2.4.2传动比选定 11
2.4.3三级传动参数确定 11
2.5连杆尺寸 12
2.6齿环滑块模块尺寸 13
2.7试验台装配 13
2.8本章小结 14
3齿环滑块模块运动学研究 15
3.1齿环机构速度分析 15
3.1.1第一阶段齿环滑块速度特性分析 15
3.1.2第三阶段齿环滑块速度特性分析 17
3.2改变部分参数对机构影响分析 19
3.2.1第一阶段齿环滑块速度特性影响分析 19
3.2.2第三阶段齿环滑块特性影响分析 21
3.3本章总结 23
4齿环机构加速度分析 24
4.1第一阶段齿环滑块加速度特性分析 24
4.2第三阶段齿环滑块加速度特性分析 26
4.3本章小结 28
5基于ANSYS的机构关键部件强度分析 29
5.1加载龙门架强度分析 29
5.2本章小结 30
6总结与展望 31
6.1总结 31
6.2展望 31
致谢 33
参考文献 34
1绪论
1.1选题的目的和意义
世界上各个国家在铁路运营的时候都伴随着一个问题，那就是轮轨磨耗。长期的轮轨磨耗造成脱轨事故，据统计，这类事故在美国由1966年到1976年翻了一翻[1]。2007年4月18日中国铁路第优尔次大面积提速伴随着火车电气化设备改造以及越来越多的货物运输，在我国这种磨耗也在所难免。在我国以山区为主的西部，线路密度不够，大宗货物的运输更是加速了轮轨磨耗[2]。故轮轨磨耗尚待研究。
铁道部给出了这样一个数据，每年将近1.6亿美元的损失来自于由轮轨之间的磨耗。其中包括高速道岔的损毁、人工费用等。对于有些地方，钢轨的使用寿命约为12个月[3]。对于客车的乘客来讲，舒适性是相当重要的，所以对于轮轨之间的噪声应该是尽量避免的。而轮轨之间的噪声是由轮轨磨耗造成的。此外，货物列车当中的波状磨损造成的列车脱轨事故时有发生[4]。
车轮踏面的形状、轮对冲角、车轮与轨道之间的接触力等因素影响轮轨磨耗[5]。所以需要合理的轮轨磨耗，就需要研究这些因素，进而得到轨道与车轮适合的结构大小[6]。
轮轨磨耗的试验研究有线路试验与试验台试验。试验台由于在室内完成，方便简洁，得到各个国家的青睐。而线路实验需要到设定好的线路当中去采集数据，而且数据变化多端，不易统计。所以有必要使用前者工具去模拟研究[7]。
1.2国内外研究现状与水平
1.3本论文的主要工作
本文采用一种新型往复运动机构，使用UG对新型轮轨关系试验台进行建模，并对机构运动进行运动学分析，然后对关键部件进行ansys有限元分析强度。主要研究内容是：
1）分析对比行星齿环滑块机构与传统往复运动机构的运行特点，选择行星齿环滑块机构作为试验台传动机构。根据实际情况与相关标准，确定试验台加载方案。完成试验台关键部件的结构设计。
2）对齿环滑块机构关键部件进行运动学分析，从理论上掌握关键部件在机构运行的不同位置处对应的运动学特性。
3）对关键部件结构参数变化，得出不同结构参数对机构运动学特性的影响。
4）运用ANSYS软件，对机构关键部件进行了强度校核。经校核，关键部件满足强度要求。