毕业设计（论文）-机车制动试验台机械结构设计.docx

摘要：传统的机车制动系统的固定设备试验均在简便的试验台上进行。但这种简单的试验台已不能满足高速铁路下机车提速的发展要求，这是由于简单的试验台不能达到高速的要求，以及惯性对制动性能的限制。再者它不能提供机车实际运行下所必需的数据。诸如车轮磨耗、车轮内部损伤、制动盘温度等数据，也无法提供制动闸片和制动盘的磨损情况，所以试验结果往往与实际工况下的结果有一定的不同。而且传统的试验台大多是针对闸瓦制动，随着盘形制动的出现，以往的试验台已经无法提供盘形制动试验所需的数据，迫切需要新的试验台。针对这一问题，本文对模拟机车实际工况的制动试验台进行了方案设计，以满足列车高速化以及惯性对制动性能的限制。本试验台主要有电动机、联轴器、惯性飞轮组系统、支座、制动装置几个主要部分构成。根据设计的总体方案布局，选取了电动机、联轴器等部件。重点对试验台的惯性飞轮组进行了设计分析。试验过程中，由于惯性飞轮的加装会使主轴产生变形，此变形会产生额外的转动惯量梁，从而对试验数据造成干扰，所以对主轴和惯性飞轮组组成的系统进行了刚度分析（即弯曲变形分析），同时用ug软件对试验台进行了三维仿真建模。并对制动盘利用ansys软件进行了制动盘温度分析。分析及设计的结果表明此试验台能够较好的模拟机车运行下的转动惯量及速度，并且刚度分析也符合标准。关键词：制动试验台，惯性飞轮组，刚度分析，温度分布1.1国内外研究现状 目前，再机车车辆制动方面，针对现场和教学的试验台只是单纯的进行机车车辆制动系统的性能综合试验机单闸性能试验，侧重于制动机检修形试验，没有考虑车辆在实际运行中，轮对速度计轴重对制动的影响。因此对机车制动试验台的开发，设计具有重要的现实意义。 日本铁路为适应新干线提速尔研制了新型的制动试验台，该试验台包括两台试验台：“制动性能试验台”、“盘形制动试验台”。“制动性能试验台”可做踏面制动的闸瓦的制动试验、制动盘试验，并能测试轮轨粘着力，此试验台能够适应轻量车辆至机车车辆各种车型的全能试验台。而“盘形制动试验台”主要是针对高速列车所设计的，因为高速列车采用盘形制动，列车在高速运行下对诸如车轮磨耗、制动盘温度、制动盘闸片磨耗等各种数据要求更高，而且运行时间长，所以设计了专门的“盘形制动试验台”。日本的这款“制动性能试验台”可以做新干线车辆单车轴重不足65t时，最高转速达3100rpm的试验。另一台“盘形制动试验台”包括制动盘试验和高速试验。制动盘试验的最高转速为3000rpm，相当于直径860mm的车轮速度486km/h。高速试验可将制动盘试验的转速增加到大约2.5倍来转动试件 ，此外，除了做制动机试验外，日本这款“盘形制动试验台”还可以做高速旋转试验台使用。例如预计可用于高速集电的受电弓集电靴材料的摩擦试验等1。 法国为了适应期高速列车的发展，特别是tgv列车的高速，也特别研制了新一代铁路制动试验台，该新型试验台是由一个试验台架支撑着电机、轴系和试验轴的最大转速为2900r/min，能够以14000n.m的最大力矩，对初速度为500km/h的列车实施制动2。 我国对制动试验台的研制起步较晚，上世纪80年代到90年代末仍借用国外简易制动试验台进行车辆制动性能的试验。随着我国高速铁路的迅猛发展，我国客运列车在短短5年的时间内速度由160km/h提速到如今的300km/h，列车在如此高速下的制动所带来的问题也不断凸显。为满足300km/h及以上的高速列车的制动性能的试验，我国铁道科学院从2008年中期完成530km/h高速1:1制动动力试验台架的调研，2009年完成了整个试验台方案策划及设计工作，2010年完成了试验台整体加工制造，2011年开始安装及调试工作，目前已经完成验收工作并正式投入运用3。该试验台可用于高速动车组合机车车辆基础制动装置的研究性试验、性能试验和可靠性（耐久性）试验。1.2本论文研究的主要内容 本文主要对机车制动试验台机械结构的进行了设计，针对试验台的各个环节的设计过程如下：制动性能试验内容介绍了制动试验内容，主要有磨合试验、平道一次紧急制动试验，平道一次常用制动试验；，下坡道连续制动试验，静摩擦系数试验，可靠性（耐久性）试验等。试验主要测试参数包括转速，制动初速度和制动终速度，速度变化，制动时间，减速度，闸片压力，制动扭矩，制动力，平均摩擦系数，瞬时摩擦系数等机车制动试验台主要机械结构设计 根据机车制动初速度及机车轴重，计算出列车的制动离、制动力矩、车轮转速、列车的制动惯量。根据列车的制动力矩及车轮转速确定试验台的制动矩和转速，从而推算负载功率，选择合适的电机及联轴器。 根据列车的制动惯量，确定试验台的转动惯量，从而设计符合此转动惯量的惯性飞轮组系统。主轴的强度分析与主轴及飞轮组组成的系统刚度分析 对于主轴的强度，主要分析了主轴与电机联接处及主轴与制动盘联接处；这两处存在最大应力，由于主要承受扭矩作用，故按剪切强度计算。惯性飞轮组的自重势必会使主轴产生弯曲形变，产生一定的挠度，通过对主轴系统的简化计算主轴在飞轮组自重下的挠度，看此挠度是否符合要求。ansys软件分析制动盘温度分布2.1制动力试验台综述制动力试验台是再现机车实际运行条件下，其单元制动器制动性能的试验台。这里主要介绍试验台的内容及其工作原理；另外介绍了日本和德国的制动试验台的特点。制动力试验台内容3：磨合试验让闸片做固定速度的连续循环制动，直至闸片与制动盘的接触面积达80%以上为止。通过磨合试验可以观察闸片与制动盘接触面是否快速吻合，制动盘温度上升均匀与否，局部是否有高温出现；能够观测每闸的制动时间，求得制动功率，了解制动盘温度与闸片磨损的关系，闸片弹性模量与车轮踏面的温度关系，了解噪声，气味、制动火花等现象及其程度；记录闸片摩擦系数的变化。平道一次紧急制动试验模拟机车的紧急制动。试验最高速度为机车最高速度，对制动盘进行紧急制动，测定其闸片压力大小，制动缸压力大小；记录闸片摩擦系数随速度而变的函数曲线、制动盘和 闸片的温度随速度而变的函数曲线、有效制动距离、有效制动时间和磨耗量等。可以进行低温和常温条件下的对比试验。平道一次常用制动试验模拟机车的常用制动。与上一次试验基本相同，只不过是常用制动罢了。同样可以进行低温和常温条件下的对比试验。下坡连续制动试验模拟机车下坡制动状态。记录各参数的变化情况。功率极限试验实际是求长大下坡道收制动功率限制的制动限速。静摩擦系数试验闸片在制动盘静止时加压，然后启动，记录由静止到开始转动瞬间的摩擦系数，即静摩擦系数、2.2制动力试验台的基本原理制动力试验台试验的基本原理利用储能装置，模拟机车制动时的惯性量，而这个惯量通常折算到一个制动单元，储能装置常采用惯性飞轮组；通过电机驱动主轴带动惯性飞轮组转动，从而1:1的模拟机车动能及制动能量的转化过程，实现闸片压力及机车制动摩擦副摩擦损耗性能的制动盘温度变化参数的测定及验证。2.3日本和法国新型制动力试验台的特点法国的新型铁路制动试验台采用惯性轮作为储能装置。其特点有两点，它设置了6个轴承座，3组试验用制动盘，可以模拟机车的一台三轴转向架。试验更加的接近实际情况；但这样的设计使得试验台所需的转动惯量更大，使得试验台成本及占地面积变得更大。另一个特点是它有一个扭矩计，安装在惯性轮和试验轴之间，这是它的核心装备：此扭矩计测量范围为020000n.m,准确度为10n.m，可以双向转动；它负责将主轴扭矩信息传递给试验台的导向装置。此信息通过轴系和主动轴内的导线来传输，又经过旋转开关，并由光纤传递至控制装置。试验台的惯性量模拟就是根据这些信息来的，电机总是输出与制动力矩相反的力矩，以便保证执行模拟的速度和惯性指令。另外还有一个调整到25000n.m的扭矩限制器。用于保护轴系，防止出现意外的超限力矩。 日本研制的“制动性能试验台”也是采用惯性飞轮组作为储能装置。与法国的新型试验台相比较，日本的这款试验台新增了三个功能：一个是它在主轴上加装了一个轨道轮，外面配套的添加了一个横向移动装置，两个配合可以做测试轮轨粘着力，所谓粘着制动，即是吧阻止车轮转动的力传递到钢轨上，其反力及时整个车辆的制动力，作用在钢轨上的力即是粘着力，试验就是要测定这个粘着力的大小与车轮制动的关系；该设备可以强制车轮产生的滑行。其二试验台还加装了冷水撒水、降雪装置，此装置可以模拟列车在雨雪天气、低温环境下的制动情况。其三此实验台不仅可以做踏面制动试验，还可以做盘形制动试验，实现了一机多用。我国在制动力试验台方面起步较晚，但取得的成果显著。由我国铁道院研制的530km/h1:1动力制动试验台同样是采用惯性飞轮作为储能装置，它有四大特点：首先是它的机械惯量自动匹配功能，试验人员只需要在计算机上输入轮载荷，软件控制系统将会利用试验台独特的机械惯量（包括1个2600kg.m的大惯性飞轮和3个600kg.m的小惯性飞轮）进行自动匹配，如果不足，不足部分系统会利用闭环控制电机产生电模拟惯量（i-sim）（第二个特点）；它的惯性自动匹配功能是利用控制离合器的动作实现的，通过拨叉带动离合装置移动，实现惯性飞轮与主轴的结合和分离。第二个是它的电惯量模拟特点，此试验台是把交流电机作为主电机，驱动控制系统利用特殊的控制算法实时控制主电机的转速与转矩，使得电机输出的动力特性与同等机械惯量的动力特性相一致。从而达到电惯量模拟功能。第三个特点是它的环境模拟系统，相比于日本试验台的环境模拟装置，我国这款试验台的环境模拟装置更加精细；首先它可以模拟常温、干燥、潮湿/降雨、低温、气流、降雪等气候条件，且这些环境参数均由计算机控制，另外造雪设备可以通过空调设备使空气的温度达到0-50，模拟极端条件下列车的制动。第四个是其数据无线传输的特点，对于旋转试件如制动盘，主轴等的温度、热应力的测量采用无线遥测的方式实现，即把旋转试件上的传感器通过端子盘联接到一个无线发射设备上，这个发射装置安装在主轴上并且和主轴一起转动。发射装置把传感器得到的信号转化为数字信号，通过无线射频将数字信号发射给无线接收装置，接收装置再将数据传输给计算机；这个系统可以方便的实现旋转件的多个通道的温度和应变测试，方便设备的维修。2.4本试验台建立思路基于上面三台不同的试验台，可以为本试验台的方案设计拟定一个大概的思路：首先是储能装置，上面三台试验台均是采用惯性飞轮组作为储能装置，惯性飞轮组造价低廉、便于拆装和维修，所以本试验台同样采用惯性飞轮组作为储能装置。其次为了方便扭矩的监测和控制，个人认为采用扭矩计比较方便，因为本试验台试验的速度并不是太高，所以采用扭矩计方便实惠；扭矩计安装在电机和飞轮组之间。由于此机车大多在常温下运行，南方降雨较多比较潮湿而降雪较少，所以环境模拟装置不需要模拟低温、降雪等极端天气环境；只需要模拟降雨、潮湿、常温的天气环境即可。另外还要确定电机的选择，制动盘的设计。机车制动试验台设计：3.1机车制动试验台总体方案设计机车制动试验台总体结构布置如图3-1所示。试验台主要由电动机联轴器、主轴、惯性飞轮组系统、制动盘、基座等几个主要部分构成。 试验台由电动机提供动力，经联轴器传递给主轴，主轴带动惯性飞轮组转动，产生转动惯量，借此模拟机车实际运行下的惯量；惯性飞轮组系统由固定飞轮和活动飞轮两部分组成，固定飞轮和固定配合在主轴上，活动飞轮只有在工作时才和固定飞轮配合，主轴带动固定飞轮，进而带动活动飞轮转动。制动盘模拟机车的制动盘。图3-1 机车制动试验台总体布局3.2机车制动试验台机械结构设计3.2.1机车制动试验台主要参数计算（1）试验台最大制动力矩和转速计算本试验台试验机车为和谐电1c型电力机车，是中国铁路使用的交流电传动干线货运用六轴电力机车，由南车株洲电力机车为适应中国铁路运输市场的需求而研制的主型机车，其设计参照了株洲电力机车与德国西门子公司合作研制的hxd1型和hxd1b型电力机车。其最高速度为120km/h。 和谐电1型电力机车使用的是3轴转向架，每根轴上装有两个制动盘，每个制动盘对应一对制动闸片（即两片闸片）；其轴重为m=23t，本试验采用半磨耗轮d=1200mmm。根据所查资料可知，机车在实际初速度 的速度下制动，其制动距离为。 则初始条件为：，车轮半径 ，轴重 。 机车实际运行中的受力分析图如图3-2所示。图3-2 机车实际运行中的受力分析把整列车作为一个整体模型看待，则整车的制动力f由铁轨提供，制动力提供的制动力矩为摩擦力矩 ，又机车运行时车轮为滚动状态，则有： （3-1）式中 机车车轮半径。车轮制动减速度为：则单轴制动力为：单轴制动力矩为：由于试验台采用一个制动盘和一对闸片进行模拟制动，故试验台的制动力矩应为上述单轴制动力矩的1/4。则有试验台的最大转动角速度为： 试验台的最大转速为： （2）试验台转动惯量计算对机车单轴建立模型，其单轴的制动受力分析如图3-3：图3-3 机车单轴制动受力分析机车制动试验台是模拟机车实际运行中的制动情况，故机车在制动过程中闸片摩擦所产生的能量（机车动能转化为摩擦热能）应与试验台闸片在模拟制动过程中产生的能量相等，即在制动过程中单轴产生的惯性动能应与制动试验台转动所产生的转动动能相等。根据这个关系可以列出公式，有： （3-2）式中 单轴轴重，单位（kg）； 机车正常运行速度,单位（m/s）； 试验台总体转动惯量，单位（kg.m2）； 试验台制动盘转动角速度，单位（rad/s）。由于试验台的转速与机车实际运行时车轮转速相同，及两者角速度相等；又机车在运行过程中车轮没有滑动，故机车车轮线速度与机车平动速度相等，则有：把上式代入式3-2得到转动惯量：（3-3）带入数据得： 考虑到试验台只用了一个制动盘做试验，故试验台转动惯量取的1/4，即：3.2.2电机、联轴器选择（1）电机的选择电机的选择要根据其功率和转速来选取，要计算电机的功率和转速，首先要计算得到负载的功率和转速，前面已经计算得到了试验台主轴的转速，所以只需计算负载的功率即可。机车制动过程中闸片所受最大压力，闸片制动过程中最大摩擦系数取，平均制动半径（闸片到制动盘中心的平均距离）；计算得闸片制动过程中产生的最大摩擦力为：则制动盘所承受的最大制动力矩为：根据 式中 传动效率得到 根据以上得到的数据选取直流电动机：2fqz-315-22直流电动机，其性能参数表3-1：表3-1 2fqz-315-22直流电动机性能参数额定功率额定转速额定转矩最大运行转矩转动惯量 （2）联轴器的选择联轴器是用来连接主动轴和从动轴使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。联轴器的选取要考虑载荷类别、联轴器的需用转速、联轴器的需用扭矩。载荷类别是选取联轴器的基本依据。不同的载荷状况应选取不同的联轴器，由于本试验台承受的载荷较高，采用金属金属弹性元件联轴器比采用非金属弹性元件联轴器更好；另外最重要的是根据载荷类别可以确定工况系数k，这是计算联轴器的计算扭矩所必须的参数。本试验台的载荷类别为i型，则其载荷状况为载荷均匀，工作平稳，此时其工况系数k=1.34。类型选择为隔离振动与冲击，选用弹性套柱销联轴器。载荷计算公称转矩由工况系数可知计算转矩为：型号选择根据gb 4323-2002中查得ltz11型弹性套柱销联轴器符合要求，表3-2是其具体参数。表3-2 ltz11型弹性套柱销联轴器参数公称转矩许用转速轴孔直径轴孔长度转动惯量3.2.3制动盘结构设计主轴右端安装的制动盘是为了模拟实际工况下机车制动盘的工作情况。我们采用h300轴装制动盘，其基本机构尺寸为外径，内径，厚度，与主轴过渡配合；其主要机械性能符合：抗拉强度=320，延伸率，布氏硬度=，珠光体含量=25%，蠕化率=60%。制动盘结构参见图3-4。图3-4 模拟用制动盘由于模拟机车高速运行下的制动情况，此时，制动盘的转速很高，闸片作用在制动盘上的压力很大，两者由于摩擦产生的热量过多；考虑大制动盘散热问题，故在制动盘中间部分设计由散热筋片，这些散热筋片能够快速有效的吧制动过程中产生的大量热量散发到大气中；另外制动盘在冬天由于温度过低会有一定的冷缩，在制动过程中由于产生的热量使制动盘产生热涨，为避免制动盘产生热裂及减少其热胀冷缩产生的应力，故沿制动盘圆周方向布置有8个孔。3.2.4惯性飞轮组的设计（1）活动飞轮的设计由于是设计飞轮组，我们先设计转动惯量分别为500 ，,，的活动飞轮若干，后面根据试验台所需转动惯量，选取若干合适的活动飞轮即可；由于要和固定飞轮配合，选取活动飞轮内径为，选择45号钢，其密度。结构如图3-5。对于空心圆盘，其转动惯量有： （3-4）式中 飞轮圆盘的密度（）； 飞轮圆盘的外径（m）； 飞轮圆盘的内径（m）； 飞轮圆盘的厚度（m）。根据公式3-4有：i： 得到： 取，得到。ii： 得到： 取，得到。iii： 得到： 取，得到。iv： 得到：取，得到。表3-3 活动飞轮设计参数编号外径（mm）内径（mm）厚度（mm）转动惯量 质量（kg）114003201695001935.52214003201354001546.1331000320131100724.9647603208025234.38图3-5 活动飞轮结构（2）固定飞轮组的设计固定飞轮通过平键固定在主轴上，采用的是过渡配合，便于安装检修。由于和主轴配合，故固定飞轮内径统一为；与活动飞轮配合的外径为，固定飞轮的两边设计有5mm的轴肩；固定飞轮外径的盘面上有均匀分布的4个销状结构，结构如图3-6这些销状结构在于：试验台工作时，活动飞轮的4个空与固定飞轮的四个销状结构配合并紧固主，活动飞轮和固定飞轮结合一个整体，实现固定飞轮带动活动飞轮的转动，为试验台提供转动惯量。当活动飞轮不参与工作或需要减少试验台的转动惯量时，活动飞轮与固定飞轮完全分离，活动飞轮的四个孔脱离固定飞轮的四个销状结构，活动飞轮的下端用夹具固定并支撑在底座平面上，由于活动飞轮的内径大于主轴直径，活动飞轮与主轴不会接触，不会干扰主轴的转动；活动飞轮的移动通过安装在底座上的夹具实现，夹具的移动有液压驱动，并实现有计算机控制。通过增减活动飞轮的数量实现试验台转动惯量的增减，以此匹配不同速度、不同轴重的机车进行试验。、图3-6 固定飞轮结构（3）活动飞轮数量的分配活动飞轮数量的分配时根据试验台所需的转动惯量进行分配的，但试验台的转动惯量不仅仅是活动飞轮组的转动惯量，还有固定飞轮组、主轴、联轴器、制动盘、电机的转动惯量，由于后面这些转动惯量不大且固定不变，所以把他们统称为基础转动惯量，则试验台的转动惯量就分为两大部分：固定飞轮组的转动惯量和试验台的基础转动惯量；由于试验台所需总的转动惯量已经在前面章节算出，所以要求活动飞轮组的转动惯量，则必须先算得基础转动惯量。固定飞轮组转动惯量根据活动飞轮的类型，试验台需要4个固定飞轮，由于固定飞轮结构相同，故可以把4个固定飞轮看做一个整体，又由固定飞轮的特殊结构（由两个空心圆柱体组成），把其分成两个部分，销状结构所占转动惯量很少，故不予考虑。则有： （3-5）式中 固定飞轮的密度（）； 固定飞轮的外径， ； 最外层圆柱外径，； 固定飞轮内径，； 固定飞轮组总长，； 最外层圆柱厚度，。则： 主轴的转动惯量制动盘的转动惯量电机的转动惯量由选取的电机参数得到电机转动惯量： 联轴器的转动惯量由选取的联轴器的参数得到联轴器的转动惯量： 则基础转动惯量为：则活动飞轮组转动惯量=试验台所需总的转动惯量-基础转动惯量。即：根据前面设计的几款不同转动惯量的活动飞轮，为试验台分配3个 的活动飞轮，1个的活动飞轮，1个的活动飞轮，1个的活动飞轮；以实现机车等效转动惯量。惯性飞轮组的结构布置图参见图3-6。如图，固定飞轮组通过平键固定在主轴上，活动飞轮配合在固定飞轮组上，图中虚线作为实验台不工作或要减少转动惯量时，活动飞轮的固定位置。飞轮组的布置按转动惯量从大到小，从右到左布置，质量大的活动飞轮靠右支撑，如此可提高主轴的刚度。图3-7 活动飞轮组布置图主轴刚度与强度分析：4.1主轴刚度分析惯性飞轮在承受荷载后会发生弯曲变形和扭转变形，会使主轴发生垂向位移（即挠度），若挠度过大，会使得主轴系统的重心发生偏移，产生额外的转动惯量，影响试验台整体的转动惯量，降低试验台的试验精度；所以必须对设计的主轴的挠度进行核定，确定其是否在规定范围内。（1） 主轴受力分析在计算主轴受力是，把固定飞轮和活动飞轮看作一个整体；安装飞轮组的主轴为一根光轴，四组飞轮的重力为：将主轴简化为一根半径为30mm的光轴，重力为8169n，自重简化为沿轴向分布的均布载荷，受力简图如图4-1，则：图4-1 主轴受力简图（2） 主轴与飞轮组系统质心位置计算以主轴中心线为轴，右端点为原点建立坐标有：系统质心坐标： （4-1）式中 各飞轮组与与之配合的各段轴的质心坐标，没有飞轮配合的各段光轴的质心坐标； 各飞轮组与与之配合的个段轴的质量，没有飞轮配合的各段光轴的质量。 根据飞轮组系统布置图，各飞轮组质心坐标为：，。, 各光轴的质心坐标：，；，；，；， ；，。把数据带入公式3-6得到：。（3）主轴与飞轮组系统质心挠度计算查资料可知主轴的弹性模量，主轴轴径，则主轴的惯性矩为：采用叠加法计算质心挠度，分为单一载荷和均布载荷，则有：单一载荷（惯性飞轮组重力）加载时，质心的挠度为:时： （4-2）时： （4-3）式中 主轴与惯性飞轮组组成的系统的质心坐标； 各飞轮组与与之配合的各段轴的质心坐标，没有飞轮配合的各段光轴的质心坐标； 两个轴承间的轴长。在均布荷载作用下，系统质心点的挠度为： （4-4）又质心总挠度：把数据代入上面的公式得到：，满足要求挠度。4.2主轴的强度分析主轴与联轴器连接处轴径最小，在这里主要受扭矩作用，故按照剪切强度计算。则，主轴上承受的最大剪切应力为：式中 试验台最大转矩； 主轴扭转截面系数。则： 4.3基于ansys软件的主轴刚度分析为了更加直接的观察主轴在惯性飞轮组加载后其变形情况，利用ansys软件对其进行了刚度分析，并生成形变图。其主要过程有：第一步：定义单元类型。在ansys软件建模前定义单元类型是必须的，因为单元类型决定了单元的自由度数和单元位于几维空间。ansys软件单元库中有超过100不同的单元类型，针对不同的问题如：杆、梁、管、壳、3-d实体、2-d实体等。这里选用的单元类型为beam 2 node188。beam188不需要输入转动惯量等实常数，用于材质均匀，截面变化不大的轴类零件上非常合适。第二步：定义材料的参数。这里主要考虑线性材料的特性，故定义材料的弹性模量和泊松比；有ex=2.1e11，。第三步：定义截面。第四步：建立模型。第五步：划分网格。由于主轴的结构比较规整且对称，这里采用自动网格划分。第六步：施加约束和载荷。（在哪里和那里施加载荷，施加多大）结论与展望 伴随着我国经济的不断发展，铁路货运、客运的速度也在不断提高。列车的高速化，列车在运行中凸显出更多的问题。机车作为引导拖车的头车，其凸显的问题更加多。机车的制动性能是人们关心的重点，它直接关系着乘客的安全。随着列车的提速，对机车制动性能的检测提出了更多的要求，传统的制动性能检测试验台已经不能满足对现行机车制动性能的检测。针对这一问题，本文以和谐1c型电力机车为研究对象，设计了检测其制动性能的新型制动试验台。本文设计的主要成果及展望总结如下：一、确定试验台的试验参数在确定试验台的试验参数前，首先根据机车在120km/h的速度下的制动距离的已知条件计算出机车制动过程中的制动力矩，从而确定了试验台的制动力矩、转速等参数。又根据机车制动过程中能量转化的原则（机车运行动能转化为闸片与制动盘的摩擦热能），得到机车动能等于试验台转动动能，根据这一关系计算得出了试验台的转动惯量。为后面惯性飞轮组的设计提供了数据。二、试验台的总体布局介绍了试验台的原理和试验台的试验内容，参照了日本和法国的新型试验台，比