技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种轨道车辆传动系参数检测试验平台，更具体地说，本实用新型涉及一种动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台。
背景技术
[0002] 当前，我国高速列车技术发展突飞猛进，新一代动车组最高运营车速已经达到380km/h，最新研制的动车组最高试验速度已经接近600km/h。列车行驶速度的提高以及车辆轴重
载荷的提升使得轮对与轨道之间的振动加剧，而
车轮在行驶过程中的逐渐磨损以及与
钢轨的不断撞击，导致车轮轮缘由表面光滑的规则圆形逐渐变为表面凹凸不平的不规则多边形形状。车轮轮缘表面凹凸不平会在行驶过程中持续产生冲击力而引起整个列车的振动，加之高速列车行驶速度较高，致使振动更加剧烈，将会引起列车上车轴、
轴承、齿轮箱等重要零部件的强烈振动，严重时可能产生30g～70g的共振
加速度，导致轴承破裂、齿轮箱壳体碎裂等更严重的问题，直接关系到列车运行的平稳性和安全性问题。
[0003] 现存的轨道车辆齿轮箱检测方法大部分都是根据已经出现的齿轮箱的破坏形式设定一定试验工况来对齿轮箱进行可靠性分析，而齿轮箱在轨道车辆的实际运行中，会受到不同方向的受力和振动，其故障可能是多种失效形式的
叠加，故现有检测方法无法真实反映轨道车辆实际运行中齿轮箱的故障原因。齿轮箱可靠性试验属于破坏性试验，只有使齿轮箱在恶劣工况下产生疲劳破坏，才能精确诊断出其失效形式及原因，故现有检测方法无法实现轨道车辆实际运行中对齿轮箱进行可靠性试验。与此同时，由于动车组的提速使得齿轮箱也必须满足高速工况下的可靠性要求，这就对试验台驱动
电机的功率提出了更高的要求，现有齿轮箱试验台大都是在开环状态下进行试验，不仅需要较大功率的
驱动电机，也造成
能量在试验过程中的浪费。
发明内容
[0004] 本实用新型的目的是针对
现有技术的不足，提供一种动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台。
[0005] 本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，结合
附图说明如下：
[0006] 一种动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台，包括隔振T形
铸铁基础平台2、固定在隔振T形
铸铁基础平台2上的齿轮箱试验台1以及与齿轮箱试验台1连接的制冷循环系统6；
[0007] 所述的齿轮箱试验台1，包括多边形垂向激振二维变
刚度支撑连体
轴箱16、电机
凸轮机构横向激振装置17、1号二维变刚度柔性加载支撑液压系统18、被试齿轮箱与车 轴装配体19、2号二维变刚度柔性加载支撑液压系统20、机械
扭矩单轴加载齿轮箱装置21、多边形激振轨道轮轴装配体25、轨道轮轴座可倾斜安装底梁26以及垂向激振驱动电机装置27；
[0008] 所述的轨道轮轴座可倾斜安装底梁26通过四个激振侧倾平台调整支座和两个激振侧倾平台中间支承座安装在隔振T形铸铁基础平台2上，且轨道轮轴座可倾斜安装底梁26与隔振T形铸铁基础平台2之间的倾斜
角度能够调整；所述的多边形垂向激振二维变刚度支撑连体轴箱16、电机凸轮机构横向激振装置17、机械扭矩单轴加载齿轮箱装置21和垂向激振驱动电机装置27分别固定在轨道轮轴座可倾斜安装底梁26上；所述的电机凸轮机构横向激振装置17与所述被试齿轮箱与车轴装配体19的左端销轴连接，被试齿轮箱与车轴装配体19的右端与机械扭矩单轴加载齿轮箱装置21联接，且被试齿轮箱与车轴装配体19中的被试齿轮箱38及被试齿轮箱车轴39通过
输入轴传动轴管与中间支撑传动轴与机械扭矩单轴加载齿轮箱装置21组成机械
闭环系统；所述的被试齿轮箱与车轴装配体19下端
啮合连接有多边形激振轨道轮轴装配体25；所述的1号二维变刚度柔性加载支撑液压系统18和2号二维变刚度柔性加载支撑液压系统20均设置在多边形垂向激振二维变刚度支撑连体轴箱16内部，安装被试齿轮箱与车轴装配体19的轴承上；所述的垂向激振驱动电机装置27通过
联轴器与多边形激振轨道轮轴装配体25连接；
[0009] 所述的制冷循环系统6，包括低温试验冷
风循环箱13、保温
隔热冷却送风柔性管道14和制冷机组15；所述的低温试验冷风循环箱13安装在被试齿轮箱与车轴装配体19中被试齿轮箱38壳体外部，将被试齿轮箱38包裹；所述制冷机组15通过两根保温隔热冷却送风柔性管道14循环向低温试验冷风循环箱13提供冷气。
[0010] 所述的轨道轮轴座可倾斜安装底梁26沿长边两侧
焊接有激振侧倾平台调整支座安装板，四个激振侧倾平台调整支座安装板与固定在隔振T形铸铁基础平台2上的四个激振侧倾平台调整支座
螺栓连接，轨道轮轴座可倾斜安装底梁26的中间
位置设有多边形激振轨道轮变刚度空气
弹簧安装槽43，激振侧倾平台中间支承座安装轴44穿过多边形激振轨道轮变刚度空
气弹簧安装槽43及轨道轮轴座可倾斜安装底梁26侧板与两个激振侧倾平台中间支承座转动连接。
[0011] 所述的电机凸轮机构横向激振装置17，包括横向激振凸轮机构驱动电机75、多边形激振
凸轮轴承座总成装配体78和横向激振
连杆79；所述的多边形激振凸轮轴承座总成装配体78主要由1号横向激振连杆轴承81、2号横向激振连杆轴承82、横向激振偏心凸轮轴84、偏心凸轮套86和偏心凸轮轴与偏心凸轮套联接胀紧套87组成；所述的横向激振偏心凸轮轴84为2段式偏
心轴，所述的偏心凸轮套86通过偏心凸轮轴与偏心凸轮套联接胀紧套87与横向激振偏心凸轮轴84连接组成可变心偏心凸轮机构，横向激振连杆79的一端通过其横向激振连杆轴承孔90与安装在偏心凸轮套86外壁的1号横向激振连杆轴承81和2号横向激振连杆轴承82连接，另一端通过其横向激振连杆销孔88与安装在被试齿轮箱车轴39左端的多边形轴向激振
耳环42销轴连接，所述的横向激振凸轮机构驱动电机75带动偏心凸轮机 构通过横向激振连杆79为被试齿轮箱车轴39提供轴向激振。
[0012] 所述的垂向激振驱动电机装置27为大功率调频电机，其上装有垂向激振驱动电机惯性
飞轮28。
[0013] 所述的机械扭矩单轴加载齿轮箱装置21，包括机械扭矩加载大齿轮轴装配体93、机械扭矩旋转功率补偿电机95、扭矩转速
传感器97和机械扭矩加载
小齿轮轴装配体99；所述的机械扭矩加载大齿轮轴装配体93中机械扭矩加载齿轮箱大齿轮轴102的大头端通过其电机联轴器齿圈106与机械扭矩旋转功率补偿电机95连接，小头端通过机械扭矩加载大齿轮轴端鼓式联轴器91与被试齿轮箱车轴39联接；所述的机械扭矩加载小齿轮轴装配体99与机械扭矩加载大齿轮轴装配体93啮合连接，且其通过鼓式联轴器及中间传动轴与输入轴传动轴管24的一端连接，输入轴传动轴管24的另一端通过鼓齿式联轴器与被试齿轮箱38的输入端连接；所述的机械扭矩加载小齿轮轴装配体99中的德机械扭矩加载小齿轮
花键轴108一端
法兰盘与扭矩
转速传感器97连接，另一端与小齿轮轴向推拉架装配体101中的小齿轮轴向推拉作动器118的
活塞杆连接。
[0014] 所述的小齿轮轴向推拉架装配体101，还包括1号小齿轮轴向推拉轴与套装配体111、2号小齿轮轴向推拉轴与套装配体112、小齿轮轴向推拉轴113、齿轮轴向推拉套114、1号小齿轮轴向推拉板115、2号小齿轮轴向推拉板116、作动器双出推拉轴前联接板117；所述的1号小齿轮轴向推拉板115、2号小齿轮轴向推拉板116和作动器双出推拉轴前联接板117均为梭形结构，梭形两端对称设置有供1号小齿轮轴向推拉轴与套装配体111和2号小齿轮轴向推拉轴与套装配体112通过的圆形通孔，中间设置分别供机械扭矩加载小齿轮花键轴
108和小齿轮轴向推拉作动器118的
活塞杆通过的大圆孔；所述的机械扭矩加载小齿轮轴装配体99中的机械扭矩加载小齿轮109位于1号小齿轮轴向推拉板115和2号小齿轮轴向推拉板116之间，能够沿着机械扭矩加载小齿轮花键轴108做轴向运动，并改变其与机械扭矩加载大齿轮轴装配体93中的机械扭矩加载大齿轮104的啮合位置。
[0015] 所述的多边形激振轨道轮轴装配体25，包括多边形激振大轨道轮安装轴34及分别安装在其两端的1号多边形激振轨道轮
导向轴承装配体33和2号多边形激振轨道轮导向轴承装配体30，所述的1号多边形激振轨道轮导向轴承装配体33和2号多边形激振轨道轮导向轴承装配体30下方分别通过1号多边形激振轨道轮导向轴承空簧
柱塞32和2号多边形激振轨道轮导向轴承空簧柱塞31与安装在多边形激振轨道轮变刚度空气弹簧安装槽43中的1号多边形激振轨道轮变刚度空气弹簧22和2号多边形激振轨道轮变刚度空气弹簧23相连接，为多边形激振大轨道轮安装轴34提供柔性支撑。
[0016] 所述的被试齿轮箱与车轴装配体19，还包括1号多边形冲击轨道凸齿轮37和2号多边形冲击轨道凸齿轮40，其分别通过胀紧套安装在被试齿轮箱车轴39的轮对安装处，且安装
相位角能够调整；
[0017] 所述的多边形激振轨道轮轴装配体25，还包括1号多边形冲击轨道凹齿轮36和2 号多边形冲击轨道凹齿轮41，所述的1号多边形冲击轨道凹齿轮36和2号多边形冲击轨道凹齿轮41分别通过胀紧套安装在多边形激振大轨道轮安装轴34轮对安装处，且安装相位角能够调整。
[0018] 所述的1号多边形冲击轨道凹齿轮36和2号多边形冲击轨道凹齿轮41、1号多边形冲击轨道凸齿轮37和2号多边形冲击轨道凸齿轮40均为圆柱齿齿轮；1号多边形冲击轨道凸齿轮37和2号多边形冲击轨道凸齿轮40分别与1号多边形冲击轨道凹齿轮36和2号多边形冲击轨道凹齿轮41啮合连接。
[0019] 所述的1号二维变刚度柔性加载支撑液压系18和2号二维变刚度柔性加载支撑液压系统20，均包括多边形激振二维变刚度轴承外套53、多边形激振弹性负荷加载液压组装配体54、1号多边形激振纵向柔性支撑液压组装配体55和2号多边形激振纵向柔性支撑液压组装配体56；所述的多边形激振弹性负荷加载液压组装配体54通过其中的轴箱弹簧下盖57安装在多边形激振二维变刚度轴承外套53，并通过多边形垂向激振二维变刚度支撑连体轴箱16中的多边形激振弹性负荷加载液压组导向槽72进行导向，为被试齿轮箱车轴39进行垂向加载；所述的1号多边形激振纵向柔性支撑液压组装配体55和2号多边形激振纵向柔性支撑液压组装配体56，对称安装在多边形激振二维变刚度轴承外套53上，并通过多边形垂向激振二维变刚度支撑连体轴箱16中的1号多边形激振纵向柔性支撑液压组导向槽70和2号多边形激振纵向柔性支撑液压组导向槽71进行导向，为被试齿轮箱车轴39提供柔性支撑侧面。
[0020] 与现有技术相比，实用新型的有益效果是：
[0021] 1.本实用新型所述的动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台采用圆柱齿齿轮模拟实际运行中的多边形车轮及凹凸不平的轮轨
接触面，利用齿轮的机械冲击对被试齿轮箱车轴进行垂向激振，不仅能更真实的模拟齿轮箱在列车实际运行时的所受到的垂向负载和振动情况，而且与液压激振相比，降低了实验装置的结构复杂性，大大节约了成本。
[0022] 2.本实用新型所述的动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台利用胀紧套将偏心凸轮轴与偏心套组合成了一个可变心偏心凸轮机构，通过电机驱动凸轮机构对被试齿轮箱车轴进行轴向激振，并且由于偏心凸轮的偏心程度可调，可以
控制凸轮的行程变化进而实现不同程度的激振效果。
[0023] 3.本实用新型所述的动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台包含的机械扭矩加载装置将被试齿轮箱输出端与输入端连接起来形成机械闭环系统，通过大小
斜齿轮啮合位置的调整在闭环系统内部形成可变的机械扭矩，既可模拟列车
牵引电机输出非常大的扭矩，保证齿轮箱试验的合理性与精确性，又降低了试验所需驱动电机的功率要求。
[0024] 4.本实用新型所述的动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台包含制冷循环系统，可以检测低温环境对齿轮箱内部
润滑油正常循环的影响。
[0025] 5.本实用新型所述的动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台为可侧倾试验台，可使被试齿轮箱围绕其车轴的轴向和径向产生一定的倾斜角度，检测齿轮箱在列车运营过程 中可能出现的列车和
转向架运动情况下，能否保证箱内润滑油的正常流动。
[0026] 6.本实用新型所述的动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台可以对齿轮箱进行综合性的检测试验，并且无需繁复的拆卸安装试验装置，结构设计紧凑合理，试验占地面积小，成本较低。
附图说明
[0027] 下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：
[0028] 图1是本实用新型动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台的整体轴测投影视图；
[0029] 图2是本实用新型动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台整体(无基础地基)俯视投影视图；
[0030] 图3是本实用新型动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台轴测投影视图；
[0031] 图4是本实用新型动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台左视投影视图；
[0032] 图5是本实用新型动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台的多边形激振轨道轮轴座可倾斜安装底梁轴测投影视图；
[0033] 图6是本实用新型动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台的多边形激振轨道轮轴装配体轴测投影视图；
[0034] 图7是本实用新型动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台的二维变刚度柔性加载支撑液压系统轴测投影视图；
[0035] 图8是本实用新型动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台的多边形激振纵向柔性支撑(加载)液压组装配体轴测投影视图；
[0036] 图9是本实用新型动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台的多边形激振弹簧测力压盖轴测投影视图；
[0037] 图10是本实用新型动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台的多边形激振二维变刚度轴承外套轴测投影视图；
[0038] 图11是本实用新型动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台的多边形垂向激振二维变刚度支撑连体轴箱轴测投影视图；
[0039] 图12是本实用新型动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台的电机凸轮机构横向激振装置轴测投影视图；
[0040] 图13是本实用新型动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台的多边形激振凸轮轴承座总成装配体剖视投影视图；
[0041] 图14是本实用新型动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台的偏心凸轮套轴测与主视投影视图；
[0042] 图15是本实用新型动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台的横向激振连杆轴测投影视图；
[0043] 图16是本实用新型动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台的机械扭矩单 轴加载齿轮箱装置(无
箱体)轴测投影视图；
[0044] 图17是本实用新型动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台的机械扭矩单轴加载齿轮箱装置剖视投影视图；
[0045] 图18是本实用新型动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台的小齿轮轴向推拉架装配体轴测投影视图；
[0046] 图中：1.齿轮箱试验台 2.隔振T形铸铁基础平台 3.
混凝土基础 4.操作台 5.控制系统 6.制冷循环系统 7.1号激振侧倾平台调整支座 8.2号激振侧倾平台调整支座 9.3号激振侧倾平台调整支座 10.4号激振侧倾平台调整支座 11.1号激振侧倾平台中间支承座 12.2号激振侧倾平台中间支承座 13.低温试验冷风循环箱 14.保温隔热冷却送风柔性管道15.制冷机组 16.多边形垂向激振二维变刚度支撑连体轴箱 17.电机凸轮机构横向激振装置 18.1号二维变刚度柔性加载支撑液压系统 19.被试齿轮箱与车轴装配体 20.2号二维变刚度柔性加载支撑液压系统 21.机械扭矩单轴加载齿轮箱装置 22.1号多边形激振轨道轮变刚度空气弹簧 23.2号多边形激振轨道轮变刚度空气弹簧 24.输入轴传动轴管 25.多边形激振轨道轮轴装配体 26.多边形激振轨道轮轴座可倾斜安装底梁 27.垂向激振驱动电机装置 28.垂向激振驱动电机惯性飞轮 29.机械扭矩单轴加载齿轮箱箱体 30.2号多边形激振轨道轮导向轴承装配体 31.2号多边形激振轨道轮导向轴承空簧柱塞 32.1号多边形激振轨道轮导向轴承空簧柱塞 33.1号多边形激振轨道轮导向轴承装配体 34.多边形激振大轨道轮安装轴 35.鼓形齿轮完整联轴器 36.1号多边形冲击轨道凹齿轮 37.1号多边形冲击轨道凸齿轮 38.被试齿轮箱 39.被试齿轮箱车轴 40.2号多边形冲击轨道凸齿轮41.2号多边形冲击轨道凹齿轮 42.多边形轴向激振耳环 43.多边形激振轨道轮变刚度空气弹簧安装槽 44.激振侧倾平台中间支承座安装轴 45.1号激振侧倾平台调整支座安装板 46.2号激振侧倾平台调整支座安装板 47.3号激振侧倾平台调整支座安装板 48.4号激振侧倾平台调整支座安装板 49.1号多边形冲击轨道凹齿轮安装胀紧套 50.2号多边形冲击轨道凹齿轮安装胀紧套 51.1号多边形冲击轨道凸齿轮安装胀紧套 52.2号多边形冲击轨道凸齿轮安装胀紧套 53.多边形激振二维变刚度轴承外套 54.多边形激振弹性负荷加载液压组装配体 55.1号多边形激振纵向柔性支撑液压组装配体 56.2号多边形激振纵向柔性支撑液压组装配体 57.轴箱弹簧下盖 58.轴箱外弹簧 59.轴箱内弹簧 60.轴箱弹簧上盖 61.多边形激振弹簧测力压盖 62.
液压缸测力传感器 63.液压缸装置 64.1号二维变刚度柔性加载支撑液压系统支撑轴箱 65.2号二维变刚度柔性加载支撑液压系统支撑轴箱
66.多边形垂向激振二维变刚度支撑连体轴箱连体座 67.导向轴承空簧柱塞导向孔 68.多边形激振轨道轮导向轴承套安装槽 69.多边形激振二维变刚度轴承外套安装槽 70.1号多边形激振纵向柔性支撑液压组导向槽 71.2号多边形激振纵向柔性支撑液压组导向槽 72.多边形激振弹性负荷加载液压组导向槽 73.中间支撑传动轴轴承孔 74.横向激振凸轮机构驱动电机安装座 75.横向激振凸轮机构驱动电机 76.横向激振凸轮机构驱动电机惯性飞轮 77.横向激振凸轮机构驱动电机联轴器 78.多边形激振凸轮轴承座总成装配体 79.横向激振连 杆 80.横向激振偏心凸轮轴承座 81.1号横向激振连杆轴承 82.2号横向激振连杆轴承 83.1号横向激振偏心凸轮轴轴承 84.横向激振偏心凸轮轴 85.2号横向激振偏心凸轮轴轴承 86.偏心凸轮套 87.偏心凸轮轴与偏心凸轮套联接胀紧套 88.横向激振连杆销孔 89.横向激振连杆
连接杆 90.横向激振连杆轴承孔 91.机械扭矩加载大齿轮轴端鼓式联轴器 92.1号机械扭矩加载大齿轮轴端盖 93.机械扭矩加载大齿轮轴装配体 94.2号机械扭矩加载大齿轮轴端盖 95.机械扭矩旋转功率补偿电机 96.机械扭矩加载小齿轮轴端鼓式联轴器 97.扭矩转速传感器 98.1号机械扭矩加载小齿轮轴端盖 99.机械扭矩加载小齿轮轴装配体 100.2号机械扭矩加载小齿轮轴端盖 101.小齿轮轴向推拉架装配体
102.机械扭矩加载齿轮箱大齿轮轴 103.1号大齿轮轴轴承 104.机械扭矩加载大齿轮
105.2号大齿轮轴轴承 106.电机联轴器齿圈 107.1号小齿轮轴承 108.机械扭矩加载小齿轮花键轴 109.机械扭矩加载小齿轮 110.2号小齿轮轴承111.1号小齿轮轴向推拉轴与套装配体 112.2号小齿轮轴向推拉轴与套装配体 113.小齿轮轴向推拉轴 114.小齿轮轴向推拉套 115.1号小齿轮轴向推拉板 116.2号小齿轮轴向推拉板 117.作动器双出推拉轴前联接板 118.小齿轮轴向推拉作动器。
具体实施方式
[0047] 下面结合附图对本实用新型作详尽的描述：
[0048] 本实用新型动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台，采用多边形激振模拟齿轮箱在列车实际运行中的工作环境，解决了难以在轨道车辆实际工况下对齿轮箱进行可靠性试验的问题，以满足轨道车辆在多种运行工况下进行可靠性检测。动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台采用圆柱齿齿轮模拟实际运行中的多边形车轮及凹凸不平的轮轨接触面，利用齿轮的机械冲击对被试齿轮箱车轴进行垂向激振，同时利用电机电动偏心凸轮机构对被试齿轮箱车轴进行轴向激振，更真实的模拟高速列车齿轮箱在实际工况下所受到的径向负载和轴向负载以及高速列车在实际线路上运行时的振动情况；所述的被试齿轮箱及车轴通过输入轴传动轴管与中间支撑传动轴与机械扭矩单轴加载齿轮箱装置形成了机械闭环系统，通过大小斜齿轮啮合位置的变化在闭环系统内部产生不同强度的机械扭矩，使功率在闭环系统内部循环使用，减少了能量的消耗，试验台只需要提供较小功率的驱动电机补偿部分功率即可维持试验的进行，达到了节约能量的目的；所述多边形激振轨道轮轴座可倾斜安装底梁可通过调整激振侧倾平台调整支座和激振侧倾平台中间支承座分别围绕被试齿轮箱车轴的轴向和径向产生一定的倾斜角度，检测齿轮箱在列车运营过程中可能出现的各种列车和转向架运动情况下(例如出现纵向摇动和侧滚时)，能否保证箱内润滑油的正常循环流动，以及检测齿轮箱的
密封性；本实用新型所述的试验台中的制冷循环系统是用于检测低温环境，尤其是在起动过程中，其对齿轮箱内部润滑油正常循环的影响。本实用新型所述的动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台能够对高速列车齿轮箱进行综合性的可靠性试验，对提高列车的安全运行、改善高速动车组的乘坐舒适性有很好的促进作用，具有很好的社会效益和 经济效益。
[0049] 如图1至图2所示，本实用新型所述的动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台包括齿轮箱试验台1、隔振T形铸铁基础平台2和制冷循环系统6。
[0050] 本实用新型所述的动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台与混凝土基础3、操作台4和控制系统5配合使用，所述的操作台4用于操控动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台的工作；所述的控制系统5用于控
制动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台的各项试验的进行与停止。
[0051] 所述的隔振T形铸铁基础平台2为铸铁结构件，通过
地脚螺栓固定安装在混凝土基础3上；齿轮箱试验台1通过1号激振侧倾平台调整支座7、2号激振侧倾平台调整支座8、3号激振侧倾平台调整支座9、4号激振侧倾平台调整支座10以及1号激振侧倾平台中间支承座11、2号激振侧倾平台中间支承座12安装在隔振T形铸铁基础平台2的中间位置；齿轮箱试验台1与隔振T形铸铁基础平台2并未直接接触，齿轮箱试验台1可通过调整激振侧倾平台调整支座和激振侧倾平台中间支承座与隔振T形铸铁基础平台2之间产生一定的倾斜角度，模拟齿轮箱在高速列车做曲线运动时的倾斜状况；所述的制冷循环系统6包括低温试验冷风循环箱13、保温隔热冷却送风柔性管道14以及制冷机组15，低温试验冷风循环箱13为木质箱体状结构，安装在被试齿轮箱38壳体外侧，箱体内侧填充有保温隔热材料，制冷机组15通过两根保温隔热冷却送风柔性管道14循环向低温试验冷风循环箱13提供冷气，用来对被试齿轮箱38进行低温试验。
[0052] 如图3至图6所示，本实用新型所述的齿轮箱试验台1包括电机凸轮机构横向激振装置17、1号二维变刚度柔性加载支撑液压系统18、被试齿轮箱与车轴装配体19、2号二维变刚度柔性加载支撑液压系统20、机械扭矩单轴加载齿轮箱装置21、多边形激振轨道轮轴装配体25、轨道轮轴座可倾斜安装底梁26以及垂向激振驱动电机装置27。
[0053] 所述的轨道轮轴座可倾斜安装底梁26是由矩形管和钢板件焊接而成，其上表面焊接有若干个连接板，用于将零部件固定安装在其上面，轨道轮轴座可倾斜安装底梁26沿长边两侧设置有1号激振侧倾平台调整支座安装板45、2号激振侧倾平台调整支座安装板46、3号激振侧倾平台调整支座安装板47和4号激振侧倾平台调整支座安装板48，连接板上设置有若干个供螺栓通过的长形通孔；多边形激振轨道轮轴座可倾斜安装底梁26上中间位置设置有一个矩形的多边形激振轨道轮变刚度空气弹簧安装槽43，激振侧倾平台中间支承座安装轴44穿过多边形激振轨道轮变刚度空气弹簧安装槽43两端留有一定长度用于安装1号激振侧倾平台中间支承座11和2号激振侧倾平台中间支承座12；电机凸轮机构横向激振装置17通过其中的横向激振连杆79与安装在被试齿轮箱车轴39左端的多边形轴向激振耳环42采用销轴连接在一起，利用电机带动凸轮结构运转的原理为被试齿轮箱及车轴提供轴向激振；1号二维变刚度柔性加载支撑液压系统18和2号二维变刚度柔性加载支撑液压系统20结构相同，分别通过其中的多边形激振二维变刚度轴承外套53安装在被试齿轮箱车轴39上的轴承安装处；1号多边形冲击轨道凸齿轮37和2号多边形冲击轨道凸齿轮40为圆柱齿齿轮用 来模拟实际运行中轮缘表面凹凸不平的车轮，二者分别通过1号多边形冲击轨道凸齿轮安装胀紧套51和2号多边形冲击轨道凸齿轮安装胀紧套52安装在被试齿轮箱车轴39的轮对安装处，通过胀紧套连接，可以调整1号多边形冲击轨道凸齿轮37和2号多边形冲击轨道凸齿轮40在被试齿轮箱车轴39上的安装相位角，使它们与1号多边形冲击轨道凹齿轮36和1号多边形冲击轨道凹齿轮42冲击的时机不同，这样冲击时，被试齿轮箱车轴39将会左右颠簸，可模拟侧滚振动；被试齿轮箱车轴39的右端通过机械扭矩加载大齿轮轴端鼓式联轴器91和机械扭矩加载齿轮箱大齿轮轴102联接，机械扭矩加载大齿轮轴装配体93和机械扭矩加载小齿轮轴装配体99通过大小斜齿轮啮合连接，机械扭矩加载小齿轮花键轴108通过鼓式联轴器及中间传动轴与输入轴传动轴管24的一端连接，输入轴传动轴管24的另一端通过鼓齿式联轴器与被试齿轮箱38的输入端连接，被试齿轮箱组就处在一个闭环系统内部，整个机械扭矩单轴加载齿轮箱装置21为被试齿轮箱组提供试验所需的驱动力矩；垂向激振驱动电机装置27为大功率调频电机，其通过联轴器与多边形激振轨道轮轴装配体25连接；的相连，既要为多边形激振轨道轮轴装配体25提供驱动动力，又要克服1号多边形冲击轨道凹齿轮36和1号多边形冲击轨道凹齿轮41上较大的转矩，为了使电机旋转平稳且不因转矩过大而闷机，在垂向激振驱动电机装置27上安装了垂向激振驱动电机惯性飞轮28。
[0054] 所述的多边形激振轨道轮轴装配体25包括1号多边形激振轨道轮导向轴承装配体33、2号多边形激振轨道轮导向轴承装配体30、多边形激振大轨道轮安装轴34、1号多边形冲击轨道凹齿轮36、2号多边形冲击轨道凹齿轮41、1号多边形冲击轨道凹齿轮安装胀紧套49和2号多边形冲击轨道凹齿轮安装胀紧套50。1号多边形冲击轨道凹齿轮36和2号多边形冲击轨道凹齿轮41结构完全相同，均为圆柱齿齿轮，分别与1号多边形冲击轨道凸齿轮37和2号多边形冲击轨道凸齿轮40啮合配合，用来模拟多边形轮对的承载接触面；1号多边形冲击轨道凹齿轮36和2号多边形冲击轨道凹齿轮41通过1号多边形冲击轨道凹齿轮安装胀紧套
49和2号多边形冲击轨道凹齿轮安装胀紧套50安装在多边形激振大轨道轮安装轴34轮对安装处，1号多边形冲击轨道凹齿轮安装胀紧套49和2号多边形冲击轨道凹齿轮安装胀紧套50也是用来调整1号多边形冲击轨道凹齿轮36和2号多边形冲击轨道凹齿轮41在安装轴上的相位；1号多边形激振轨道轮导向轴承装配体33和2号多边形激振轨道轮导向轴承装配体30分别安装在多边形激振大轨道轮安装轴34的两端，为了更接近真实情况，模拟不同程度的冲击力，则对多边形激振大轨道轮安装轴34进行柔性支撑，1号多边形激振轨道轮导向轴承装配体33和2号多边形激振轨道轮导向轴承装配体30下方分别通过1号多边形激振轨道轮导向轴承空簧柱塞32和2号多边形激振轨道轮导向轴承空簧柱塞31与1号多边形激振轨道轮变刚度空气弹簧22及2号多边形激振轨道轮变刚度空气弹簧23相连接，通过调节空气弹簧的充其量，可以调节1号多边形激振轨道轮导向轴承空簧柱塞32和2号多边形激振轨道轮导向轴承空簧柱塞31对1号多边形激振轨道轮导向轴承装配体33和2号多边形 激振轨道轮导向轴承装配体30的支撑刚度，进而可以调节1号多边形冲击轨道凹齿轮36和2号多边形冲击轨道凹齿轮41所承受的冲击量，当空气弹簧处于充满状态时，支撑刚度比较大，模拟的冲击力也就比较大，当空气弹簧处于未充满状态时，支撑刚度小，模拟的冲击力也就相应比较小；1号多边形激振轨道轮变刚度空气弹簧22及2号多边形激振轨道轮变刚度空气弹簧23均安装在多边形激振轨道轮轴座可倾斜安装底梁26上中间位置处的多边形激振轨道轮变刚度空气弹簧安装槽43中。
[0055] 如图7至图11所示，所述的1号二维变刚度柔性加载支撑液压系18和2号二维变刚度柔性加载支撑液压系统20均设置在多边形垂向激振二维变刚度支撑连体轴箱16内部。二者组成结构相同，均包括多边形激振二维变刚度轴承外套53、多边形激振弹性负荷加载液压组装配体54、1号多边形激振纵向柔性支撑液压组装配体55和2号多边形激振纵向柔性支撑液压组装配体56。多边形激振弹性负荷加载液压组装配体54和1号多边形激振纵向柔性支撑液压组装配体55以及2号多边形激振纵向柔性支撑液压组装配体56组成结构相同，均是由轴箱弹簧下盖57、轴箱外弹簧58、轴箱内弹簧59、轴箱弹簧上盖60、多边形激振弹簧测力压盖61、液压缸测力传感器62和液压缸装置63组成。
[0056] 所述的多边形垂向激振二维变刚度支撑连体轴箱16为U形箱体件结构，主要由1号二维变刚度柔性加载支撑液压系统支撑轴箱64、2号二维变刚度柔性加载支撑液压系统支撑轴箱65和多边形垂向激振二维变刚度支撑连体轴箱连体座66组成，其中1号二维变刚度柔性加载支撑液压系统支撑轴箱64和2号二维变刚度柔性加载支撑液压系统支撑轴箱65结构相同，均设置有导向轴承空簧柱塞导向孔67、多边形激振轨道轮导向轴承套安装槽68、多边形激振二维变刚度轴承外套安装槽69、1号多边形激振纵向柔性支撑液压组导向槽70、2号多边形激振纵向柔性支撑液压组导向槽71以及多边形激振弹性负荷加载液压组导向槽72，另外在2号二维变刚度柔性加载支撑液压系统支撑轴箱65还设置一个中间支撑传动轴轴承孔73，用于支撑通过中间支撑传动轴；1号多边形激振纵向柔性支撑液压组导向槽70和
2号多边形激振纵向柔性支撑液压组导向槽71对称布置于1号二维变刚度柔性加载支撑液压系统支撑轴箱64的左右两侧，多边形激振弹性负荷加载液压组导向槽72设置于垂直方向，其轴向中心线与1号多边形激振纵向柔性支撑液压组导向槽70和2号多边形激振纵向柔性支撑液压组导向槽71的轴向中心线相互垂直；在多边形垂向激振二维变刚度支撑连体轴箱连体座66的连接
底板沿长边方向设置若干个圆形通孔，用于采用螺栓将多边形垂向激振二维变刚度支撑连体轴箱16固定安装在多边形激振轨道轮轴座可倾斜安装底梁26上。
[0057] 所述的多边形激振弹性负荷加载液压组装配体54通过轴箱弹簧下盖57安装在多边形激振二维变刚度轴承外套53上，并利用多边形激振弹性负荷加载液压组导向槽72进行运动导向，其作用是利用液压装置为被试齿轮箱车轴39进行垂向加载，模拟其实际承重情况，提供冲击的
质量，轴箱外弹簧58和轴箱内弹簧59模拟的是转向架上的纵向弹簧，并用来调整1号多边形冲击轨道凸齿轮37和2号多边形冲击轨道凸齿轮40与1号多边形冲击轨道凹齿轮36和1号多边形冲击轨道凹齿轮41中心距的高度，使它们始终有条件啮合产生冲击；1 号多边形激振纵向柔性支撑液压组装配体55和2号多边形激振纵向柔性支撑液压组装配体56，对称安装在多边形激振二维变刚度轴承外套53上，并分别安装在1号多边形激振纵向柔性支撑液压组导向槽70和2号多边形激振纵向柔性支撑液压组导向槽71内利用其进行运动导向，二者的作用是利用液压作用与弹簧为被试齿轮箱车轴39提供柔性支撑侧面，用于调节多边形冲击轨道凹齿轮与多边形冲击轨道凸齿轮的啮合，侧面支撑刚度决定着齿轮之间冲击力的大小，当轴箱外弹簧58和轴箱内弹簧59受力刚度较大时，凸齿轮侧向转动困难，冲击力较小，而当弹簧刚度较小时，凸齿轮侧向转动比较容易，凸齿轮圆柱齿则比较方便进入凹齿轮的凹槽中，产生的冲击力也就比较大。
[0058] 如图12至图15所示，所述的电机凸轮机构横向激振装置17，包括横向激振凸轮机构驱动电机75、横向激振凸轮机构驱动电机惯性飞轮76、横向激振凸轮机构驱动电机联轴器77、多边形激振凸轮轴承座总成装配体78和横向激振连杆79。横向激振凸轮机构驱动电机75为变频调速电机，转速不同，
频率不同，则对被试齿轮箱车轴39产生的激振程度不同，在电机的一侧安装横向激振凸轮机构驱动电机惯性飞轮76目的是使电机运转稳定且不会因为转矩过大而发生闷机情况；多边形激振凸轮轴承座总成装配体78由横向激振偏心凸轮轴承座80、1号横向激振连杆轴承81、2号横向激振连杆轴承82、1号横向激振偏心凸轮轴轴承83、横向激振偏心凸轮轴84、2号横向激振偏心凸轮轴轴承85、偏心凸轮套86和偏心凸轮轴与偏心凸轮套联接胀紧套87组成。横向激振偏心凸轮轴84为2段式偏心轴，其中偏心凸轮轴与偏心凸轮套联接胀紧套87安装处轴中心线与1号横向激振偏心凸轮轴轴承83和1号横向激振偏心凸轮轴轴承85安装处轴中心线不在同一条直线上，二者相差5mm左右；偏心凸轮套86的外壁中心线与内孔中心线亦不在一条直线上，二者中心线相差量与横向激振偏心凸轮轴84上轴线中心距相差量相同，在偏心凸轮套86的外端面上均分分布设置36个刻度线，方便调整横向激振偏心凸轮轴84和偏心凸轮套86的偏心角度；偏心凸轮套86通过偏心凸轮轴与偏心凸轮套联接胀紧套87与横向激振偏心凸轮轴84连接在一起组成了可变心偏心凸轮机构，胀紧套可以调整两者之间的偏心程度，进而可以控制偏心凸轮机构的行程变化，实现多种强度的激振效果；1号横向激振连杆轴承81和2号横向激振连杆轴承82安装在偏心凸轮套86外壁上，二者安装在横向激振连杆轴承孔90内部，横向激振连杆79的另一端横向激振连杆销孔88通过销轴与多边形轴向激振耳环42相连接，这样偏心凸轮机构在电机的带动下对被试齿轮箱车轴进行轴向激振。
[0059] 如图16至图18所示，所述的机械扭矩单轴加载齿轮箱装置21，包括机械扭矩单轴加载齿轮箱箱体29、机械扭矩加载大齿轮轴装配体93、机械扭矩旋转功率补偿电机95、扭矩转速传感器97、机械扭矩加载小齿轮轴装配体99和小齿轮轴向推拉架装配体101。机械扭矩加载大齿轮轴装配体93包括机械扭矩加载齿轮箱大齿轮轴102、1号大齿轮轴轴承103、机械扭矩加载大齿轮104和2号大齿轮轴轴承105。机械扭矩加载齿轮箱大齿轮轴102小头端通过机械扭矩加载大齿轮轴端鼓式联轴器91与被试齿轮箱车 轴39相连，大头端通过安装在其内部的电机联轴器齿圈106与机械扭矩旋转功率补偿电机95连接，将驱动力传给被试齿轮箱车轴39使之转动；1号机械扭矩加载大齿轮轴端盖92和2号机械扭矩加载大齿轮轴端盖93分别安装在1号大齿轮轴轴承103和2号大齿轮轴轴承105的外侧。机械扭矩加载小齿轮轴装配体99包括1号小齿轮轴承107、机械扭矩加载小齿轮花键轴108、机械扭矩加载小齿轮109和2号小齿轮轴承110。机械扭矩加载小齿轮花键轴108一端法兰盘与扭矩转速传感器97连接，其中间段为带有一定长度花键的花键轴，且花键的长度大于机械扭矩加载小齿轮109的齿宽，机械扭矩加载小齿轮109既可以在机械扭矩加载大齿轮104的带动下做周向旋转运动，也可以在小齿轮轴向推拉架装配体101的带动下做轴向运动；机械扭矩加载小齿轮花键轴108的另一端与小齿轮轴向推拉作动器118的活塞杆连接，1号机械扭矩加载小齿轮轴端盖98和2号机械扭矩加载小齿轮轴端盖100分别安装在1号小齿轮轴承107和1号小齿轮轴承110的外侧。
[0060] 所述的小齿轮轴向推拉架装配体101包括1号小齿轮轴向推拉轴与套装配体111、2号小齿轮轴向推拉轴与套装配体112、小齿轮轴向推拉轴113、齿轮轴向推拉套114、1号小齿轮轴向推拉板115、2号小齿轮轴向推拉板116、作动器双出推拉轴前联接板117和小齿轮轴向推拉作动器118。1号小齿轮轴向推拉轴与套装配体111和2号小齿轮轴向推拉轴与套装配体112结构相同，均包括小齿轮轴向推拉轴113和齿轮轴向推拉套114；1号小齿轮轴向推拉板115和2号小齿轮轴向推拉板116结构相同，均为梭形结构，梭形两端对称设置有两个供1号小齿轮轴向推拉轴与套装配体111和2号小齿轮轴向推拉轴与套装配体112通过的圆形通孔，中间设置一个供机械扭矩加载小齿轮花键轴108通过的大圆孔，机械扭矩加载小齿轮109位于1号小齿轮轴向推拉板115和2号小齿轮轴向推拉板116之间，在它们的推拉下做轴向运动；作动器双出推拉轴前联接板117也为梭形结构，梭形两端对称设置有两个供1号小齿轮轴向推拉轴与套装配体111和2号小齿轮轴向推拉轴与套装配体112通过的圆形通孔，与两个推拉轴之间靠圆
螺母紧固联接，中间设置一个供小齿轮轴向推拉作动器118的活塞杆通过的圆形通孔，其与小齿轮轴向推拉作动器118的前端盖通过若干个螺栓连接在一起；
小齿轮轴向推拉作动器118的缸体在液压作用下将沿着轴向方向带动作动器双出推拉轴前联接板117前后运动，1号小齿轮轴向推拉板115和2号小齿轮轴向推拉板116在1号小齿轮轴向推拉轴与套装配体111和2号小齿轮轴向推拉轴与套装配体112的带动下使机械扭矩加载小齿轮109沿着机械扭矩加载小齿轮花键轴108做轴向运动，进而使得机械扭矩加载小齿轮
109与机械扭矩加载大齿轮104之间的啮合位置发生变化，根据斜齿轮啮合原理，大小斜齿轮之间的扭矩将会相应的发生变化，这样就可以改变闭环系统内部的扭矩大小，并且实现了功率在闭环内部循环使用。
[0061] 动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台工作原理：
[0062] 本实用新型所述的动力机械闭环可倾斜式多边形激振齿轮箱试验台采用圆柱齿齿轮模拟实际运行中的多边形车轮，利用齿轮的机械冲击对被试齿轮箱车轴进行垂向激振，同时利用电机电动偏心凸轮机构对被试齿轮箱车轴进行轴向激振，更真实的模拟高速列车齿轮箱在 实际工况下所受到的径向负载和轴向负载以及高速列车在实际线路上运行时的振动情况；被试齿轮箱及车轴通过输入轴传动轴管与中间支撑传动轴与机械扭矩单轴加载齿轮箱装置形成了机械闭环系统，通过大小斜齿轮啮合位置的变化在闭环系统内部产生不同强度的机械扭矩，使功率在闭环系统内部循环使用；多边形激振轨道轮轴座可倾斜安装底梁可通过调整激振侧倾平台调整支座和激振侧倾平台中间支承座分别围绕被试齿轮箱车轴的轴向和径向产生一定的倾斜角度，检测齿轮箱在列车运营过程中可能出现的各种列车和转向架运动情况下(例如出现纵向摇动和侧滚时)，能否保证箱内润滑油的正常循环流动，以及检测齿轮箱的密封性；试验台中的制冷循环系统是用于检测低温环境，尤其是在起动过程中，其对齿轮箱内部润滑油正常循环的影响。
[0063] 本实用新型采用多边形激振模拟齿轮箱在列车实际运行中的工作环境对其进行可靠性试验，既更真实精确的对齿轮箱进行可靠性分析，又能在在试验过程中节约大部分能量。
