轮轨磨耗是世界铁路发展过程中的一个重要问题。在我国,山区线路占很大比重,曲线线路较多,随着轴重的增加和列车速度的提高,轮轨磨耗越来越严重。据铁道部统计,每年我国因轮轨磨耗造成的损失就达数十亿元人民币。除此之外,轮轨磨耗是造成轨道不平顺的主要原因之一,影响列车的乘坐舒适性。轮轨过度磨耗,使得列车在运行过程中,轮轨间会产生较大的作用力,容易引起列车脱轨事故,严重影响列车的运行安全。因此,轮轨磨耗问题亟待研究和解决。试验是研究轮轨磨耗不可缺少的一种技术手段。对轮轨的磨耗试验研究主要有试验台试验和线路试验。后者更接近实际情况,但成本昂贵,不易单独测试某个因素对轮轨磨耗的影响。试验台试验经济快捷,便于单独测试各因素对轮轨磨耗的影响,同时,试验可以达到各种极限工况。性能良好的试验台对于研究轮轨磨耗具有很大的实际意义。传统的轮轨关系试验台,主要基于轮-轮接触关系,与实际的轮-轨接触关系相比仍有差距。本文参考国外最新的基于轮-轨接触关系的试验台的发展,借鉴一种新型往复运动机构——行星齿环滑块机构,提出一种新型轮轨关系试验台方案,并完成相应研究。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,并得出不同结构参数对机构运动学特性的影响。3.分析机构的受力部件在运行过程中的受力情况。得出受力部件在机构运行过程中受力的变化趋势,并得到不同结构参数对其受力的影响。4.结合对行星齿环滑块机构运动学分析和结构设计约束,运用MATLAB优化工具箱对机构进行了优化设计。运用ADAMS软件对机构进行运动学仿真,二者结果相符。5.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。