专利名称：高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轨道车辆传动系参数检测试验台，更具体地说，本发明涉及一种 高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台。
背景技术：
在我国实行铁路大提速方针政策的前提下，我国轨道车辆的运行速度有了很大的 提高。这也使得动车组技术发展迅速，目前已经在运行的动车组最高车速已经达到350km/ h，研制中的动车组最高车速已经接近500km/h。但是随着车速的提高，动车组的安全性问题 日益突出，有些关键部件如齿轮箱等，极易在高速行驶以及剧烈振动的环境下发生疲劳破 坏。目前，测试传动系齿轮箱参数的方法有很多，但是这些方法大都是根据已知的齿 轮箱的破坏，如齿轮齿面点蚀、剥落、齿根裂纹、胶合等齿轮失效导致的设备故障，针对这些 故障设计一些检测方法及数据处理方法来进行齿轮箱可靠性分析。从理论角度上，这样的 分析是可行的，正确的。可是在列车实际运行中，不仅是受到单一方式的破坏，根据齿轮箱 的各个方向的受力和振动，齿轮箱故障可能是一种，也可能是几种失效方式的叠加。因此只 有在列车实际运行中测试齿轮箱设备故障，才能有效地分析传动系齿轮箱的可靠性。但是 由于可靠性试验属于破坏性试验，只有当齿轮箱在恶劣工况下产生了疲劳破坏，我们才能 诊断齿轮箱的破坏情况以及原因，所以在列车实际运行中做作齿轮箱可靠性试验是非常危 险，也是不可能实现的。
发明内容
本发明所要解决的现有技术存在的技术问题是在列车实际运行中做齿轮箱可靠 性试验是非常危险也是不可能实现的问题，提供了一种高速动车组传动系齿轮箱可靠性试
验台ο为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的所述的高速动车组传 动系齿轮箱可靠性试验台包括L型承载平台动力挠性传动扭矩测试装置、矩形承载平台动 力挠性传动扭矩检测试验装置、陪试齿轮箱总成试验装置与三自由度振动模拟试验装置。三自由度振动模拟试验装置安装在矩形承载平台动力挠性传动扭矩检测试验装 置与L型承载平台动力挠性传动扭矩测试装置的中间。陪试齿轮箱总成试验装置和三自由 度振动模拟试验装置并列安装在地基上，陪试齿轮箱总成试验装置中的高速动车组传动系 总成支承平台的上工作面与三自由度振动模拟试验装置中的横梁的上工作面处于同一水 平面内。陪试齿轮箱总成试验装置中的陪试齿轮箱与三自由度振动模拟试验装置中的被试 齿轮箱之间通过同步万向节联轴器相连接，陪试齿轮箱总成试验装置与L型承载平台动力 挠性传动扭矩测试装置之间通过L型承载平台动力挠性传动扭矩测试装置中的1号十字轴 式万向联轴器相连接。三自由度振动模拟试验装置与L型承载平台动力挠性传动扭矩测试 装置之间通过三自由度振动模拟试验装置中的横向作动器固定连接，三自由度振动模拟试验装置与矩形承载平台动力挠性传动扭矩检测试验装置之间通过矩形承载平台动力挠性 传动扭矩检测试验装置中的2号十字轴式万向联轴器相连接。 技术方案中所述的三自由度振动模拟试验装置包括横梁、两台结构相同的垂向作 动器、传动系试验振动轴总成、三台结构相同的纵向拉杆和横向作动器。两台结构相同的垂向作动器的上端通过螺栓与横梁下表面上的作动器连接座相 连接。横向作动器左端通过螺栓与横梁上的和纵向拉杆座K的位置相邻且互成直角的作动 器连接座相连接。三台结构相同的纵向拉杆一端分别和横梁上的纵向拉杆座J、纵向拉杆座 K与纵向拉杆座L焊接固定。传动系试验振动轴总成通过T型螺栓固定在横梁上，传动系 试验振动轴总成的轴线与横梁上工作面的长边平行；所述的横梁为一箱体类结构件，横梁 俯视为一 T字形，横梁主视为一 T字形，横梁正面上分别设置有纵向拉杆座J、纵向拉杆座K 与纵向拉杆座L。横梁的下表面上设置有两个作动器连接座，这两个作动器连接座的位置和 纵向拉杆座J与纵向拉杆座K的位置相连接且互成直角。横梁的右端面设置有作动器连接 座，这个作动器连接座的位置和纵向拉杆座K的位置相连接且互成直角。横梁的上工作面 设置有T型槽；所述的传动系试验振动轴总成包括被试齿轮箱轴、两台结构相同的被试齿 轮箱轴承座、1号连接法兰盘和两个结构相同的1号圆螺母及止动垫圈。被试齿轮箱轴的两 端分别安装在结构相同的被试齿轮箱轴承座内成转动连接，被试齿轮箱轴上的轴肩和被试 齿轮箱轴承座上的1号迷宫式密封圈右端面或左端面接触连接，被试齿轮箱轴在被试齿轮 箱轴承座外侧的一端由1号圆螺母和止动垫圈固定。1号连接法兰盘通过双键固定连接在 被试齿轮箱轴的左端，所述的被试齿轮箱轴承座包括1号轴承座壳体、两个结构相同的1号 轴承座端盖、两个结构相同的1号角接触球轴承和两个结构相同的1号迷宫型密封圈。两 个结构相同的1号角接触球轴承分别安装于1号轴承座壳体两端的大孔内，两个结构相同 的1号角接触球轴承外轴承环的右端面与左端面分别和1号轴承座壳体两端大孔内的左圆 环面与右圆环面接触连接。两结构相同的1号角接触球轴承的外侧分别安装结构相同的1 号轴承座端盖，1号轴承座端盖上的凸圆环体的端面和1号角接触球轴承外轴承环的左端 面与右端面接触连接，两结构相同的1号轴承座端盖通过螺栓与1号轴承座壳体固定连接。 两结构相同的1号迷宫型密封圈分别安装在1号轴承座壳体两端的1号角接触球轴承与1 号轴承座端盖之间，1号迷宫式密封圈的一端和1号角接触球轴承内环的左端面或右端面 接触连接；所述的陪试齿轮箱总成试验装置包括高速动车组传动系总成支承平台、陪试齿 轮箱弯板支架、被试齿轮箱弯板支架和陪试齿轮箱总成。陪试齿轮箱总成通过T型螺栓固 定到高速动车组传动系总成支承平台上，使陪试齿轮箱总成中的陪试齿轮箱轴的对称轴线 与高速动车组传动系总成支承平台的长边平行。陪试齿轮箱弯板支架通过T型螺栓固定到 高速动车组传动系总成支承平台的左端，陪试齿轮箱弯板支架的对称平面和高速动车组传 动系总成支承平台的长度方向垂直。被试齿轮箱弯板支架通过T型螺栓固定到高速动车组 传动系总成支承平台的右端，即在陪试齿轮箱弯板支架的右侧，被试齿轮箱弯板支架的对 称平面和高速动车组传动系总成支承平台的长度方向垂直；所述的陪试齿轮箱总成包括陪 试齿轮箱轴、两台结构相同的陪试齿轮箱轴承座、2号连接法兰盘、两个结构相同的2号圆 螺母及止动垫圈和陪试齿轮箱。陪试齿轮箱套装在陪试齿轮箱轴上为过盈配合。陪试齿轮 箱轴两端分别安装在结构相同的陪试齿轮箱轴承座内成转动连接，陪试齿轮箱轴上的轴肩 和2号迷宫型密封圈的右端面或左端面接触连接，陪试齿轮箱轴在陪试齿轮箱轴承座外侧的一端由2号圆螺母和止动垫圈固定。2号连接法兰盘通过双键固定在陪试齿轮箱轴的右 端；所述的陪试齿轮箱轴承座包括2号轴承座壳体、两个结构相同的2号轴承座端盖、两个 结构相同的2号角接触球轴承和两个结构相同的2号迷宫型密封圈。两个结构相同的2号 角接触球轴承安装于2号轴承座壳体两端的大孔内，两个结构相同的2号角接触球轴承外 轴承环的右端面与左端面分别和2号轴承座壳体两端大孔内的左圆环面与右圆环面接触 连接，两结构相同的2号角接触球轴承的外侧分别安装结构相同的2号轴承座端盖，2号轴 承座端盖上的凸圆环体的端面和2号角接触球轴承外轴承环的左端面与右端面接触连接， 两结构相同的2号轴承座端盖通过螺栓与2号轴承座壳体固定连接。两结构相同的2号迷 宫型密封圈分别安装在2号轴承座壳体两端的2号角接触球轴承与2号轴承座端盖之间，2 号迷宫型密封圈的一端与2号角接触球轴承内环的左端面或右端面接触连接。与现有技术相比本发明的有益效果是1.本发明所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台可实现三个自由度的振 动，精确地模拟列车在道路运行中的受振动情况，给传动系齿轮箱的可靠性检测提供了模 拟现实的试验环境，使试验测试结果更加合理和精确。2.本发明所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台可使被试的传动系齿轮 箱在振动工况下会受到循环应力作用，以往被试的齿轮箱测试均是在静态工况下运转测 试，所以不能很好的得到被试的齿轮箱的疲劳破坏情况。而此高速动车组传动系齿轮箱可 靠性试验台是在振动工况下测试，不仅可以测量在循环应力作用下的被试传动系齿轮箱的 各种参数，还可以使齿轮箱发生疲劳破坏，从而方便技术人员分析疲劳破坏的原因。 3.所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台具有动力驱动系统及负载系统， 可以模拟列车牵引电机输出的非常大的扭矩，保证齿轮箱检测的合理性和正确性。4.所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台可以实现很大范围车速的扭矩 测量。测量车速在动态工况下为420Km/h，在静态工况下可达500Km/h。故完全可以满足我 国已在运行或正在开发的高速车辆传动系齿轮箱疲劳可靠性的检测，具有很好的社会效益 和经济效益。5.所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台结构设计合理，采用T型螺栓固 定连接的方式将各零部件安装到试验平台上，若某一零部件发生故障，技术人员可以方便 的检修或更换设备。6.所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台安装有自我保护装置，当扭矩过 大时，会自动切断连接，很好的保护设备和工作人员。
下面结合附图对本发明作进一步的说明图1为本发明所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台结构组成的轴测投 影图；图2为图1中X处的局部放大的轴测投影视图；图3为本发明所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台结构组成的左视图；图4为本发明所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台结构组成的后视图；图5为本发明所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台中三自由度振动模拟试验装置结构组成的轴测投影图； 图6为本发明所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台中三自由度振动模 拟试验装置结构组成的左视图；图7为本发明所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台中三自由度振动模 拟试验装置的横梁结构组成的轴测投影图；图8是本发明所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台中陪试齿轮箱总成 试验装置结构组成的轴测投影图；图9是本发明所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台中陪试齿轮箱总成 试验装置结构组成的后视图；图10是本发明所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台中陪试齿轮箱总成 试验装置的陪试齿轮箱弯板支架结构组成的轴测投影图；图11是本发明所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台中三自由度振动模 拟试验装置的传动系试验振动轴总成结构组成的轴测投影图；图12是本发明所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台中三自由度振动模 拟试验装置的被试齿轮箱轴承座结构组成的轴测投影图；图13是本发明所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台中三自由度振动模 拟试验装置的被试齿轮箱轴承座结构组成主视图上的全剖视图；图14是本发明所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台中陪试齿轮箱总成 试验装置的陪试齿轮箱总成装置结构组成的轴测投影图；图15是本发明所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台中陪试齿轮箱总成 试验装置的陪试齿轮箱轴承座结构组成的轴测投影图；图16是本发明所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台中陪试齿轮箱总成 试验装置的陪试齿轮箱轴承座结构组成主视图上的全剖视图；图中1.被试齿轮箱轴，2.被试齿轮箱轴承座，3. 1号连接法兰盘，4. 1号圆螺母 及止动垫圈，5.陪试齿轮箱轴，6.陪试齿轮箱轴承座，7. 2号连接法兰盘，8. 2号圆螺母及止 动垫圈，9. 1号轴承座壳体，10. 1号轴承座端盖，11. 1号角接触球轴承，12. 1号迷宫型密封 圈，13. 2号轴承座壳体，14. 2号轴承座端盖，15. 2号角接触球轴承，16. 2号迷宫型密封圈， A. L型承载平台动力挠性传动扭矩测试装置，B.陪试齿轮箱总成试验装置，C.三自由度振 动模拟试验装置，D.矩形承载平台动力挠性传动扭矩检测试验装置，E. 1号十字轴式万向 联轴器，F. 2号十字轴式万向联轴器，H.同步万向节联轴器，M.陪试齿轮箱，N.被试齿轮箱， a.横梁，b.垂向作动器，c.传动系试验振动轴总成，d.纵向拉杆，e.横向作动器，f.高速 动车组传动系总成支承平台，g.陪试齿轮箱弯板支架，h.被试齿轮箱弯板支架，i.陪试齿 轮箱总成。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作详细的描述本发明所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台可以模拟列车在实际运行 中的振动工况，同时试验台本身还具有动力驱动系统及负载系统，可以模拟列车牵引电机 输出的非常大的扭矩。这样就可以完全模拟齿轮箱在列车实际运行工况中的受力情况，经过时间的推移，齿轮箱会发生疲劳破坏，从而实现高速动车组传动系齿轮箱的可靠性分析。 高速动车组传动系统在振动工况下进行参数检测的技术在国内发展还不成熟，此高速动车 组传动系齿轮箱可靠性试验台为我国高速动车传动系性能检测技术的发展作了很大的贡 献，具有很好的社会效益和经济效益。参阅图1至图4，所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台主要由L型承载平 台动力挠性传动扭矩测试装置A、陪试齿轮箱总成试验装置B、三自由度振动模拟试验装置 C、矩形承载平台动力挠性传动扭矩检测试验装置D、电控系统和液压泵站组成。矩形承载平台动力挠性传动扭矩检测试验装置D与L型承载平台动力挠性传动扭 矩测试装置A分别安装在三自由度振动模拟试验装置C的左侧与右侧的地基上，陪试齿轮 箱总成试验装置B和三自由度振动模拟试验装置C并列安装在地基上，陪试齿轮箱总成试 验装置B中的高速动车组传动系总成支承平台f和三自由度振动模拟试验装置C中的横梁 a的平行距离为20 40mm，距离范围不可过大，也不可过小，必须要满足陪试齿轮箱M和被 试齿轮箱N可以通过联轴器安装在一起的要求。陪试齿轮箱总成试验装置B中的高速动车 组传动系总成支承平台f的上工作面与三自由度振动模拟试验装置C中的横梁a的上工作 面处于同一水平面内，陪试齿轮箱总成试验装置B中的陪试齿轮箱M与被试齿轮箱N之间 通过同步万向节联轴器H相连接，本发明选用的是球笼式同步万向节联轴器，当然也可以 选用其它符合强度与寿命等要求的同步万向节联轴器。L型承载平台动力挠性传动扭矩测 试装置A与陪试齿轮箱总成试验装置B之间通过L型承载平台动力挠性传动扭矩测试装置 A中的十字轴式万向联轴器E相连接；L型承载平台动力挠性传动扭矩测试装置A与三自 由度振动模拟试验装置C之间通过三自由度振动模拟试验装置C中的(实施例中采用的是 30T的)横向作动器e相连接，即一台横向作动器e的右端面(底端面)通过螺栓连接固定 到L型承载平台动力挠性传动扭矩测试装置A中水平承载平台的作动器座上，横向作动器 e左端面(顶端面)通过螺栓固定到三自由度振动模拟试验装置C中的高速动车组传动系 可靠性试验台的横梁a的作动器座上。横向作动器e为三自由度振动模拟试验装置C提供 横向振动位移。矩形承载平台动力挠性传动扭矩检测试验装置D与三自由度振动模拟试验 装置C之间通过矩形承载平台动力挠性传动扭矩检测试验装置D中的十字轴式万向联轴器 F相连接。参阅图5至图7，三自由度振动模拟试验装置C主要由一台高速动车组传动系可靠 性试验台的横梁a、两台结构相同的(实施例中采用的是30T的)垂向作动器b、一台传动 系试验振动轴总成C、三台结构相同的高速动车组传动系可靠性试验台的纵向拉杆d和横 向作动器e组成。 高速动车组传动系可靠性试验台的横梁a为一箱体类结构件，横梁a俯视为一 T 字形，横梁a主视为一 T字形。T字形的横梁a正面(图6中为右侧面)上的J、K与L处 设置成纵向拉杆座J、纵向拉杆座K与纵向拉杆座L，横梁a的下表面(底面)上设置有两 个作动器连接座，这两个作动器连接座的位置和纵向拉杆座J与纵向拉杆座K的位置相邻 且互成直角。横梁a的右端面设置有作动器连接座，这个作动器连接座的位置和纵向拉杆 座K的位置相邻且互成直角。横梁a既可以采用铸造的方法制成，也可采用钢板焊接的方 式制成。横梁a的上工作面设置有T型槽，传动系试验振动轴总成c通过T型螺栓固定在 横梁a的上工作面上，传动系试验振动轴总成c中的被试齿轮箱轴1的轴线与横梁a的上工作面的长边平行。同时，横梁a还能通过T型槽、T型螺栓灵活方便的将其它各种仪器和 装置固定在横梁a的上工作面上，使横梁a成为一个万能的固定载体。传动系试验振动轴 总成c上固定被试齿轮箱，二者通过过盈配合固定。两台结构相同的垂向作动器b的上端 通过螺栓与横梁a下表面上的作动器连接座相连接。一台横向作动器e左端通过螺栓与横 梁a上的和纵向拉杆座K的位置相邻且互成直角的作动器连接座相连接。三台结构相同的 纵向拉杆d以三角形方式布置，三台结构相同的纵向拉杆d—端分别与横梁a上的纵向拉 杆座J、纵向拉杆座K与纵向拉杆座L焊接固定，三台结构相同的纵向拉杆d另一端分别与 地基焊接固定。两台结构相同的垂向作动器b与横向作动器e上的进出油口通过管路与液 压泵站连接。参阅图8至图10，陪试齿轮箱总成试验装置B是由一台高速动车组传动系总成支 承平台f、一台陪试齿轮箱弯板支架g、一台被试齿轮箱弯板支架h和一台陪试齿轮箱总成 i组成。高速动车组传动系总成支承平台f为一长方形的箱体类结构件，高速动车组传动 系总成支承平台f可以采用铸造的方法制成。高速动车组传动系总成支承平台f上表面设 置有T型槽，陪试齿轮箱总成i通过T型螺栓沿着高速动车组传动系总成支承平台f的长度 方向固定到高速动车组传动系总成支承平台f上，即陪试齿轮箱总成i中的陪试齿轮箱轴 5的对称轴线与高速动车组传动系总成支承平台f的长度方向平行。同时，通过T型槽与T 型螺栓也可灵活地将其它各种仪器和装置固定在高速动车组传动系总成支承平台f上，使 得高速动车组传动系总成支承平台f成为一个万能固定载体。陪试齿轮箱弯板支架g通过 T型螺栓固定到高速动车组传动系总成支承平台f的左端，陪试齿轮箱弯板支架g的对称平 面和高速动车组传动系总成支承平台f的长度方向垂直，陪试齿轮箱弯板支架g支承着陪 试齿轮箱的小齿轮端，使陪试齿轮箱平稳固定。被试齿轮箱弯板支架h通过T型螺栓固定 到高速动车组传动系总成支承平台f的右端，即在陪试齿轮箱弯板支架g的右侧，被试齿轮 箱弯板支架h的对称平面和高速动车组传动系总成支承平台f的长度方向垂直，被试齿轮 箱弯板支架h支承着被试齿轮箱的小齿轮端，使被试齿轮箱平稳固定。陪试齿轮箱弯板支 架g和被试齿轮箱弯板支架h为结构相同直角形构件，均由横边和纵边构成。横边通过螺 栓实现将陪试齿轮箱弯板支架g和被试齿轮箱弯板支架h固定在高速动车组传动系总成支 承平台f上，纵边的左右两侧分别加工有两条垂直的从上到下的T形通槽，可以方便的安装 或卸掉支撑脚，还可以根据陪试齿轮箱M和被试齿轮箱N的高度来调节支撑脚在陪试齿轮 箱弯板支架g和被试齿轮箱弯板支架h纵边上的上下位置。参阅图11与图12，传动系试验振动轴总成c包括一根被试齿轮箱轴1、两台结构 相同的被试齿轮箱轴承座2、一个1号连接法兰盘3和两个结构相同的1号圆螺母及止动垫 圈4。被试齿轮箱轴1是一根于两端分别设置一个轴肩的阶梯轴，被试齿轮箱轴1两端 分别安装在结构相同的被试齿轮箱轴承座2内成转动连接。每台被试齿轮箱轴承座2的内 侧由被试齿轮箱轴1的轴肩与被试齿轮箱轴承座2上的1号迷宫式密封圈12右端面或左 端面接触连接，而1号迷宫式密封圈12的另一端又和被试齿轮箱轴承座2上的1号角接触 球轴承11内环的右端面或左端面接触连接，从而实现被试齿轮箱轴承座2或者说实现被试 齿轮箱轴1的轴向定位。被试齿轮箱轴1在被试齿轮箱轴承座2外侧的一端由1号圆螺母和止动垫圈4固定。其中被试齿轮箱轴承座2中包含两个1号角接触球轴承11，1号角接 触球轴承11是面对面安装，保证了足够的轴向承载能力。1号连接法兰盘3通过双键固定 连接在被试齿轮箱轴1的左端。1号连接法兰盘3主要用于连接矩形承载平台动力挠性传 动扭矩检测装置D中的2号十字轴式万向联轴器F。2号十字轴式万向联轴器F实现了三 自由度振动模拟试验装置C与矩形承载平台动力挠性传动扭矩检测装置D之间的连接。参阅图13，被试齿轮箱轴承座2包括1号轴承座壳体9、一对结构相同的1号轴承 座端盖10、一对结构相同的1号角接触球轴承11和一对结构相同的1号迷宫型密封圈12。 1号轴承座壳体9的上端加工有水平阶梯通孔，两端用于安装1号角接触球轴承 11的孔的孔径相等并大于中间孔的直径。一对结构相同的1号角接触球轴承11安装于1 号轴承座壳体9两端大孔径的孔内，一对结构相同的1号角接触球轴承11外轴承环的右端 面与左端面分别和1号轴承座壳体9两端大孔内的左圆环面与右圆环面接触连接。两结构 相同的1号角接触球轴承11的外侧分别安装结构相同的1号轴承座端盖10，1号轴承座端 盖10上的凸圆环体的端面和1号角接触球轴承11外轴承环的左端面与右端面接触连接， 两结构相同的1号轴承座端盖10通过螺栓与1号轴承座壳体9的两端固定连接。两结构 相同的1号迷宫型密封圈12分别安装在1号轴承座壳体9两端的1号角接触球轴承11与 1号轴承座端盖10之间，起到油封和气封的作用。被试齿轮箱轴1的一端插入1号角接触 球轴承11的内孔之中，被试齿轮箱轴1上的轴肩和1号迷宫式密封圈12右端面或左端面 接触连接，1号迷宫式密封圈12的另一端又和1号角接触球轴承11内环的右端面或左端面 接触连接。参阅图14与图15，陪试齿轮箱总成i包括陪试齿轮箱轴5、两台结构相同的陪试 齿轮箱轴承座6、2号连接法兰盘7、两个结构相同的2号圆螺母及止动垫圈8和陪试齿轮箱 M0陪试齿轮箱M套装在陪试齿轮箱轴5上成过盈配合。陪试齿轮箱轴5是一根于两 端分别设置一个轴肩的阶梯轴，陪试齿轮箱轴5两端分别安装在结构相同的陪试齿轮箱轴 承座6内成转动连接。每台陪试齿轮箱轴承座6的内侧由陪试齿轮箱轴5的轴肩和2号迷 宫型密封圈16的右端面或左端面接触连接，2号迷宫型密封圈16的另一端又和陪试齿轮箱 轴承座6上的2号角接触球轴承15内环的右端面或左端面接触连接。陪试齿轮箱轴5在 陪试齿轮箱轴承座6外侧的一端由2号圆螺母和止动垫圈8固定。其中陪试齿轮箱轴承座 6中包含两个结构相同的2号角接触球轴承15，2号角接触球轴承15是面对面安装，保证了 足够的轴向承载能力。2号连接法兰盘7通过双键固定在被试齿轮箱轴5的右端。2号连 接法兰盘7主要用于连接L形承载平台动力挠性传动扭矩检测装置A中的1号十字轴式万 向联轴器E。1号十字轴式万向联轴器E实现了 L形承载平台动力挠性传动扭矩检测装置 A与陪试齿轮箱总成试验装置B之间的连接。参阅图16，陪试齿轮箱轴承座6包括2号轴承座壳体13、一对结构相同的2号轴 承座端盖14、一对结构相同的2号角接触球轴承15和一对结构相同的2号迷宫型密封圈 16。2号轴承座壳体13的上端加工有水平阶梯通孔，两端用于安装2号角接触球轴承 15的孔的孔径相等并大于中间孔的直径。一对结构相同的2号角接触球轴承15安装于2 号轴承座壳体13两端大孔径的孔内，两个结构相同的2号角接触球轴承15外轴承环的右端面与左端面和2号轴承座壳体13两端大孔内的左圆环面与右圆环面接触连接。两结构 相同的2号角接触球轴承15的外侧分别安装结构相同的2号轴承座端盖14，2号轴承座端 盖14上的凸圆环体的端面和2号角接触球轴承15外轴承环的左端面与右端面接触连接， 两结构相同的2号轴承座端盖14通过螺栓与2号轴承座壳体13两端固定连接。两结构相 同的2号迷宫型密封圈16分别安装在2号轴承座壳体13两端的2号角接触球轴承15与 2号轴承座端盖14之间，起到油封和气封的作用。 本发明所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台中的横梁a下表面设置的 两个作动器连接座上沿垂直方向安装有2个结构相同的纵向作动器b，横梁a的右端面即和 纵向拉杆座K的位置相邻且互成直角的作动器连接座上安装1个横向作动器e，正面的纵向 拉杆座J、纵向拉杆座K与纵向拉杆座L上分别安装有结构相同的纵向拉杆d，这2个方向 上的作动器带动横梁a模拟三自由度振动工况。高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台中 的横梁a的加工有T型槽的上表面安装有传动系试验振动轴总成c。L型铸铁平台动力传 动挠性试验装置A中的调频电机(驱动电机)为整个系统提供驱动力矩，驱动电机将扭矩 通过扭矩传感器和过渡轴传递给万向传动轴，过渡轴在将扭矩传递给扭矩传感器的同时还 可以承担由万向传动轴带来的弯矩及振动等不稳定因素。本发明中的万向传动轴采用的是 1号十字轴式万向联轴器E与2号十字轴式万向联轴器F (当然也可以选用其它符合强度与 寿命等要求的万向传动轴)，能够保证较高的转速，同时在传递扭矩时可获得一定的角度和 位移。万向传动轴再将扭矩传递给陪试齿轮箱总成试验装置B中的陪试齿轮箱轴5。陪试 齿轮箱轴5与陪试齿轮箱低速端相连接，扭矩通过与陪试齿轮箱高速端连接的球笼式同步 万向联轴器H传递到被试齿轮箱，进而传递到三自由度振动模拟试验装置C中的传动系试 验振动轴总成c。由被试齿轮箱轴1传递给2号十字轴式万向联轴器F，进而传递给矩形承 载平台动力挠性传动扭矩检测试验装置D中的过渡轴。过渡轴在将扭矩传递给扭矩传感器 的同时还可以承担由2号十字轴式万向联轴器F带来的弯矩及振动等不稳定因素，从而保 证发生数据稳定、测量精度较高并且很好的保护扭矩传感器而不被甩坏。矩形承载平台动 力挠性传动扭矩检测试验装置D中的调频电机(负载电机)作为系统负载，根据扭矩传感 器反馈的数据对被试齿轮箱提供阻力矩。同时在负载电机和扭矩传感器之间，驱动电机和 扭矩传感器之间均安装有液压安全联轴器，目的是防止扭矩过大而对测试系统造成损害。实施例所采用与可采用的标准零部件明细表1. 2个结构相同的纵向作动器b与横向作动器e采用的是双活塞杆等速等行程液 压缸系列，根据所要测试的被试齿轮箱N重量型号等的不同，可采用不同吨位的液压缸，本 实例采用的液压缸吨位为30吨，活塞行程为士 300mm。2.由于试验台所测试的动车车速很高，为了精确模拟被试齿轮箱N实际运转工 况，整个高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台输出的转矩很大，各个轴的转速也会很高， 这样就要求被试齿轮箱轴承座和陪试齿轮箱轴承座的1号角接触球轴承11与2号角接触 球轴承15必须具备非常良好的使用性能，因此我们选用了德国进口的FAG型轴承。3. 1号十字轴式万向联轴器E和2号十字轴式万向联轴器F均采用的是SWCBH型 号的十字轴式万向联轴器。
权利要求
1.一种高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台，包括L型承载平台动力挠性传动扭矩 测试装置(A)与矩形承载平台动力挠性传动扭矩检测试验装置(D)，其特征在于，所述的高 速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台还包括陪试齿轮箱总成试验装置(B)与三自由度振 动模拟试验装置(C)；三自由度振动模拟试验装置(C)安装在矩形承载平台动力挠性传动扭矩检测试验装 置(D)与L型承载平台动力挠性传动扭矩测试装置(A)的中间，陪试齿轮箱总成试验装置 (B)和三自由度振动模拟试验装置(C)并列安装在地基上，陪试齿轮箱总成试验装置(B)中 的高速动车组传动系总成支承平台(f)的上工作面与三自由度振动模拟试验装置(C)中的 横梁(a)的上工作面处于同一水平面内，陪试齿轮箱总成试验装置(B)中的陪试齿轮箱(M) 与三自由度振动模拟试验装置(C)中的被试齿轮箱(N)之间通过同步万向节联轴器(H)相 连接，陪试齿轮箱总成试验装置(B)与L型承载平台动力挠性传动扭矩测试装置(A)之间 通过L型承载平台动力挠性传动扭矩测试装置(A)中的1号十字轴式万向联轴器(E)相连 接，三自由度振动模拟试验装置(C)与L型承载平台动力挠性传动扭矩测试装置㈧之间 通过三自由度振动模拟试验装置(C)中的横向作动器(e)固定连接，三自由度振动模拟试 验装置(C)与矩形承载平台动力挠性传动扭矩检测试验装置(D)之间通过矩形承载平台动 力挠性传动扭矩检测试验装置(D)中的2号十字轴式万向联轴器(F)相连接。
2.按照权利要求1所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台，其特征在于，所述 的三自由度振动模拟试验装置(C)包括横梁(a)、两台结构相同的垂向作动器(b)、传动系 试验振动轴总成(C)、三台结构相同的纵向拉杆⑷和横向作动器(e)；两台结构相同的垂向作动器(b)的上端通过螺栓与横梁(a)下表面上的作动器连接座 相连接，横向作动器(e)左端通过螺栓与横梁(a)上的和纵向拉杆座K的位置相邻且互成 直角的作动器连接座相连接，三台结构相同的纵向拉杆(d) —端分别和横梁(a)上的纵向 拉杆座J、纵向拉杆座K与纵向拉杆座L焊接固定，传动系试验振动轴总成(c)通过T型螺 栓固定在横梁(a)上，传动系试验振动轴总成(c)的轴线与横梁(a)上工作面的长边平行。
3.按照权利要求1或2所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台，其特征在于， 所述的横梁(a)为一箱体类结构件，横梁(a)俯视为一 T字形，横梁(a)主视为一 T字形， 横梁(a)正面上分别设置有纵向拉杆座J、纵向拉杆座K与纵向拉杆座L，横梁(a)的下表 面上设置有两个作动器连接座，这两个作动器连接座的位置和纵向拉杆座J与纵向拉杆座 K的位置相连接且互成直角，横梁(a)的右端面设置有作动器连接座，这个作动器连接座的 位置和纵向拉杆座K的位置相连接且互成直角，横梁(a)的上工作面设置有T型槽。
4.按照权利要求2所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台，其特征在于，所述 的传动系试验振动轴总成(c)包括被试齿轮箱轴(1)、两台结构相同的被试齿轮箱轴承座 (2) U号连接法兰盘(3)和两个结构相同的1号圆螺母及止动垫圈(4)；被试齿轮箱轴(1)的两端分别安装在结构相同的被试齿轮箱轴承座O)内成转动连 接，被试齿轮箱轴(1)上的轴肩和被试齿轮箱轴承座( 上的1号迷宫式密封圈(1 右端 面或左端面接触连接，被试齿轮箱轴(1)在被试齿轮箱轴承座( 外侧的一端由1号圆螺 母和止动垫圈(4)固定，1号连接法兰盘C3)通过双键固定连接在被试齿轮箱轴(1)的左 端。
5.按照权利要求4所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台，其特征在于，所述的被试齿轮箱轴承座( 包括1号轴承座壳体(9)、两个结构相同的1号轴承座端盖(10)、 两个结构相同的1号角接触球轴承(11)和两个结构相同的1号迷宫型密封圈(12)；两个结构相同的1号角接触球轴承(11)分别安装于1号轴承座壳体(9)两端的大孔 内，两个结构相同的1号角接触球轴承(11)外轴承环的右端面与左端面分别和1号轴承 座壳体(9)两端大孔内的左圆环面与右圆环面接触连接，两结构相同的1号角接触球轴承 (11)的外侧分别安装结构相同的1号轴承座端盖(10)，1号轴承座端盖(10)上的凸圆环 体的端面和1号角接触球轴承(11)外轴承环的左端面与右端面接触连接，两结构相同的1 号轴承座端盖(10)通过螺栓与1号轴承座壳体(9)固定连接，两结构相同的1号迷宫型密 封圈(12)分别安装在1号轴承座壳体(9)两端的1号角接触球轴承(11)与1号轴承座端 盖(10)之间，1号迷宫式密封圈(12)的一端和1号角接触球轴承(11)内环的左端面或右 端面接触连接。
6.按照权利要求1所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台，其特征在于，所述 的陪试齿轮箱总成试验装置(B)包括高速动车组传动系总成支承平台(f)、陪试齿轮箱弯 板支架(g)、被试齿轮箱弯板支架(h)和陪试齿轮箱总成(i)；陪试齿轮箱总成(i)通过T型螺栓固定到高速动车组传动系总成支承平台(f)上，使 陪试齿轮箱总成(i)中的陪试齿轮箱轴(5)的对称轴线与高速动车组传动系总成支承平台 (f)的长边平行，陪试齿轮箱弯板支架(g)通过T型螺栓固定到高速动车组传动系总成支 承平台(f)的左端，陪试齿轮箱弯板支架(g)的对称平面和高速动车组传动系总成支承平 台(f)的长度方向垂直，被试齿轮箱弯板支架(h)通过T型螺栓固定到高速动车组传动系 总成支承平台⑴的右端，即在陪试齿轮箱弯板支架(g)的右侧，被试齿轮箱弯板支架(h) 的对称平面和高速动车组传动系总成支承平台(f)的长度方向垂直。
7.按照权利要求6所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台，其特征在于，所述 的陪试齿轮箱总成(i)包括陪试齿轮箱轴(5)、两台结构相同的陪试齿轮箱轴承座(6)、2号 连接法兰盘(7)、两个结构相同的2号圆螺母及止动垫圈(8)和陪试齿轮箱(M)；陪试齿轮箱(M)套装在陪试齿轮箱轴(5)上为过盈配合，陪试齿轮箱轴(5)两端分别安装在结构相同的陪试齿轮箱轴承座(6)内成转动连接，陪试齿轮箱轴 (5)上的轴肩和2号迷宫型密封圈(16)的右端面或左端面接触连接，陪试齿轮箱轴(5)在 陪试齿轮箱轴承座(6)外侧的一端由2号圆螺母和止动垫圈(8)固定，2号连接法兰盘(7) 通过双键固定在陪试齿轮箱轴(5)的右端。
8.按照权利要求7所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台，其特征在于，所述 的陪试齿轮箱轴承座(6)包括2号轴承座壳体(13)、两个结构相同的2号轴承座端盖(14)、 两个结构相同的2号角接触球轴承(15)和两个结构相同的2号迷宫型密封圈(16)；两个结构相同的2号角接触球轴承(15)安装于2号轴承座壳体(13)两端的大孔内， 两个结构相同的2号角接触球轴承(1 外轴承环的右端面与左端面分别和2号轴承座壳 体(1 两端大孔内的左圆环面与右圆环面接触连接，两结构相同的2号角接触球轴承(15) 的外侧分别安装结构相同的2号轴承座端盖(14)，2号轴承座端盖(14)上的凸圆环体的端 面和2号角接触球轴承(1 外轴承环的左端面与右端面接触连接，两结构相同的2号轴承 座端盖(14)通过螺栓与2号轴承座壳体(1 固定连接，两结构相同的2号迷宫型密封圈 (16)分别安装在2号轴承座壳体(13)两端的2号角接触球轴承(15)与2号轴承座端盖(14)之间，2号迷宫型密封圈(16)的一端与2号角接触球轴承(15)内环的左端面或右端 面接触连接。
全文摘要
本发明公开了一种高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台，所述的高速动车组传动系齿轮箱可靠性试验台包括L型承载平台动力挠性传动扭矩测试装置、矩形承载平台动力挠性传动扭矩检测试验装置、陪试齿轮箱总成试验装置与三自由度振动模拟试验装置。陪试齿轮箱总成试验装置和三自由度振动模拟试验装置并列安装在地基上，陪试齿轮箱总成试验装置中的陪试齿轮箱与三自由度振动模拟试验装置中的被试齿轮箱之间通过球笼式同步万向节联轴器相连接。L型承载平台动力挠性传动扭矩测试装置与陪试齿轮箱总成试验装置之间通过十字轴式万向联轴器相连接，矩形承载平台动力挠性传动扭矩检测试验装置与三自由度振动模拟试验装置之间通过十字轴式万向联轴器相连接。
文档编号F16C35/067GK102095579SQ20101059032
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月16日 优先权日2010年12月16日
发明者刘洪发, 刘玉梅, 宫海彬, 张栋林, 张立斌, 曹小宁, 林惠英, 潘洪达, 牛德田, 牛贝妮, 王金田, 苏建, 谭富星, 陈熔 申请人:吉林大学