【正文】 今全球環(huán)境的惡化，節(jié)能環(huán)保成為了世界主流，電動(dòng)汽車成為了新能源汽車的重要發(fā)展方向。 drive axle, steering part of the parison, through its various programs, select the appropriate type of suitable models。 電動(dòng)汽車擁有許多特點(diǎn)。 這次設(shè)計(jì)是我基于四年大學(xué)學(xué)習(xí)，運(yùn)用平時(shí)所學(xué)知識(shí)（《汽車構(gòu)造》、《汽車?yán)碚摗?、《機(jī)械設(shè)計(jì)》等），借助網(wǎng)上等各種渠道獲得的知識(shí)，在老師的幫助下，對(duì)于汽車的整體把握。曾有一些專家曾經(jīng)估計(jì)，全球能源礦產(chǎn)資源僅夠支撐不到 100 年；而我國(guó)的石油只能支持國(guó)內(nèi)消耗 30 年，煤炭最多能支撐 100 年。 青島理工大學(xué) 2021 及畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第一章 電動(dòng)汽車概述 4 盡管傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車仍在當(dāng)今世界占據(jù)主導(dǎo)地位，但發(fā)展清潔無(wú)污染的電動(dòng)汽車已是大勢(shì)所趨，也是世界各國(guó)的必然選擇。我國(guó)的汽車企業(yè)和高校、科研院所等 200 多家單位投入了大量的人力、財(cái)力和物力研發(fā)電動(dòng)汽車，并取得了一系列科研成果。除去電池，電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)汽車基本一致，而中國(guó)在傳 統(tǒng)汽車上與世界先進(jìn)水平的差距，使得電動(dòng)汽車的發(fā)展受到了一定的限制。另外，不同類型的電池在性能方面都有各自的優(yōu)勢(shì)和不足，例如，鉛酸電池成本低，原材料豐富且易于回收，但續(xù)駛里程短、加速動(dòng)力差且壽命短。 3．蓄電池尺寸和質(zhì)量的制約 現(xiàn)有電動(dòng)汽車所使用的電池都不能在儲(chǔ)存足夠能量的前提下保持合理的尺寸和質(zhì)量。如鉛酸電池中的鉛，從開(kāi)采、冶煉到生產(chǎn)的排污，都會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。因此，電動(dòng)汽車的制動(dòng)性能、操縱穩(wěn)定性、平順性及通過(guò)性與內(nèi)燃機(jī)汽車基本一致。汽車的用途、總質(zhì)量和對(duì)車輛通過(guò)性能的要求等，是影響選取驅(qū)動(dòng)形式的主要因素。但是，也有其缺點(diǎn)：空載時(shí)前軸負(fù)荷大，因而在壞路上的汽車通過(guò)性變壞；因?yàn)轳{駛室內(nèi)有翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和鎖止機(jī)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜；進(jìn)、青島理工大學(xué) 2021 級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第二章 電動(dòng)汽車的總體設(shè)計(jì) 9 出駕駛室不如長(zhǎng)頭式貨車方便；離合器、變速器等操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜等等。 汽車主要參數(shù)的選擇 汽車的主要參數(shù)包括尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)和汽車性能參數(shù)。 3． 前輪距 B1和后輪距 B2 改變汽車輪距 B 會(huì)影響車廂或駕駛室內(nèi)寬、汽車總寬、總質(zhì)量、側(cè)傾剛度、最小轉(zhuǎn)彎直徑等因素發(fā)生變化。此外車頭長(zhǎng)度尺寸對(duì)汽車外觀效果、駕駛室居住性、汽車面積利用率和發(fā)動(dòng)機(jī)的接近性等有影響。目前，盡可能減少整車整備質(zhì)量的目的是：通過(guò)減輕整備質(zhì)量或載客量，抵消因滿足安全標(biāo)準(zhǔn)、排氣凈化標(biāo)準(zhǔn)和噪聲標(biāo)準(zhǔn)所帶來(lái)的整備質(zhì)量的增加，節(jié)省燃料。原則上，貨量大、運(yùn)距長(zhǎng)或礦用自卸車應(yīng)采用大噸位貨車以利于江都運(yùn)輸成本，提高效率；對(duì)貨源變化頻繁、運(yùn)距短的市內(nèi)運(yùn)輸車，宜采用中、小噸位的貨車比較經(jīng)濟(jì)。 5. 軸荷分配 汽車的軸荷分配是指汽車在空載或滿載靜止?fàn)顟B(tài)下，各車軸對(duì)支承平面的垂直負(fù)荷，也可以用占空載或滿載總質(zhì)量的百分比表示。必要時(shí)，改變軸距也是可青島理工大學(xué) 2021 級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第二章 電動(dòng)汽車的總體設(shè)計(jì) 13 行的方法之一。 Dmin用來(lái)描述汽車轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)性，是汽車轉(zhuǎn)向能力和轉(zhuǎn)向安全性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。 1) 高電壓。電動(dòng)機(jī)有自動(dòng)調(diào)速功能 , 因此可以減輕駕駛員的操縱強(qiáng)度 , 提高駕駛的舒適性 , 并且能達(dá)到與內(nèi)燃機(jī)汽車加速踏板同樣的控制響應(yīng)。 帶入計(jì)算得： nN =641 r/min。目前電動(dòng)汽車上廣泛采用直流串激電動(dòng)機(jī)，這種電機(jī)具有 軟 的機(jī)械特性，與汽車的行駛特性非常相符。 （ 4）交流永磁電機(jī)：交流永磁電機(jī)主要包括倆類，永磁同步電機(jī)和無(wú)刷直流電機(jī)。青島理工大學(xué) 2021 及畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第二章 電動(dòng)汽車的總體設(shè)計(jì) 18 因其調(diào)速是有級(jí)的，且會(huì)產(chǎn)生附加的能量消耗或使用電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，現(xiàn)在已很少采用。而上面確定的電機(jī)額定功率為 則電動(dòng)車的能夠行駛的時(shí)間為：t = S ut? = 100 30 = ? h S －－為續(xù)行駛里程 km； ut－－最高車速 km/h 電動(dòng)車的電池容量為： R = I 但 是，其成本高，價(jià)格是相同容量的鉛酸電池的 5～8 倍，單體電池電壓低，自放電損耗大，對(duì)環(huán)境溫度敏感，電池組熱管理任務(wù)重。 綜合價(jià)格，環(huán)保，各類電池的優(yōu)缺點(diǎn)和結(jié)合所設(shè)計(jì)電動(dòng)車適用范圍本次設(shè)計(jì)所選擇的電池為鎳氫電池。 5) 在保證足夠的強(qiáng)度、剛度條件下，應(yīng)力求質(zhì)量小，尤其是簧下質(zhì)量應(yīng)盡量小，以改善汽車平順性。斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高，但它大大地增加了離地間隙；減小 了簧下質(zhì)量，從而改善了行駛平順性，提高了汽車的平均車速；減小了汽車在行駛時(shí)作用于車輪和車橋上的動(dòng)載荷，提高了零部件的使用壽命；由于驅(qū)動(dòng)車輪與地面的接觸情況及對(duì)各種地形的適應(yīng)性較好，大大增強(qiáng)了車輪的抗側(cè)滑能力；與之相配合的獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)得合理，可增加汽車的不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)，提高汽車的操縱穩(wěn)定性。為保證齒輪副的正確嚙合，必須將支承軸承預(yù)緊，提高支承剛度，增大殼體剛度。 令 = cosβ2 /cosβ1，則 i0s = r2/r1。 3)雙曲面主動(dòng)齒輪具有較大的軸向力，使其軸承負(fù)荷增大。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便，調(diào)整容易。 差速器用來(lái)在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩，并保證兩輸出軸有可能以不同角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。 為了增加差速器的內(nèi)摩擦力矩，在半軸齒輪與差速器殼之間裝上了摩擦片。這種差速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作平穩(wěn)，可明顯提高汽車通過(guò)性。內(nèi)、外凸輪分別與左、右半軸用花鍵連接。 蝸輪式差速器的半軸轉(zhuǎn)矩比 kb可高達(dá) ~，鎖緊系數(shù)是達(dá) ~。由于該差速器在轉(zhuǎn)彎時(shí)是內(nèi)輪單邊傳動(dòng)，會(huì)引起轉(zhuǎn)向沉重，當(dāng)拖帶掛車時(shí)尤為突出。 半浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是半軸外端支承軸承位于半軸套管外端的內(nèi)孔，車輪裝在半軸上。全浮式半軸主要用于中、重型貨青島理工大學(xué) 2021 級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第三章 總體選擇 28 車上。 整體式橋殼的特點(diǎn)是整個(gè)橋殼是一根空心梁，橋殼和主減速器殼為兩體。 因而，可以選取整體式橋殼。 一、 對(duì)懸架提出的設(shè)計(jì)要求有： 1)保證汽車有良好的行駛平順性。非獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是左、右車輪用一根整體軸連接，再經(jīng)過(guò)懸架與車架 (或車身 )連接。 獨(dú)立懸架又分為雙橫臂式、單橫臂式、雙縱臂式、單縱臂式、單斜臂式、麥弗遜式和扭轉(zhuǎn)梁隨動(dòng)臂式等幾種。 (3)懸架側(cè)傾角剛度 當(dāng)汽車作穩(wěn)態(tài)圓周行駛時(shí)，在側(cè)向力作用下，車廂繞側(cè)傾軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，并將此轉(zhuǎn)動(dòng)角度稱之為車廂側(cè)傾角 。 機(jī)械轉(zhuǎn)向系依靠駕駛員的手力轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，經(jīng)轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。 5)保證汽車有較高的機(jī)動(dòng)性，具有迅速和小轉(zhuǎn)彎。采用動(dòng)力轉(zhuǎn)向的汽車還裝有動(dòng)力系統(tǒng)，并借助此系統(tǒng)來(lái)減輕駕駛員的手力。 (4)橫向剛度 懸架的橫向剛度影響操縱穩(wěn)定性。評(píng)價(jià)時(shí)常從以下幾個(gè)方面進(jìn)行： (1)側(cè)傾中心高度 汽車在側(cè)向力作用下，車身在通過(guò)左、右車輪中心的橫向垂直平面內(nèi)發(fā)生側(cè)傾時(shí)，相對(duì)于地面的瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心稱之為側(cè)傾中心。 青島理工大學(xué) 2021 及畢業(yè)設(shè)計(jì)論 文 第三章 總體選擇 30 （ 圖 321懸架的結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)圖） a)非獨(dú)立懸架 b)獨(dú)立懸架 以縱置鋼板彈簧為彈性元件兼作導(dǎo)向裝置的非獨(dú)立懸架，其主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，維修方便，工作可靠。 3)保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性。其主要任務(wù)是傳遞作用在車輪和車架 (或車身 )之間的一切力和力矩，并且緩和路面?zhèn)鹘o車架 (或車身 )的沖擊載荷，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動(dòng)，保證汽車的行駛平順性；保證車輪在路面不平和載荷變化時(shí)有理想的運(yùn)動(dòng)特性，保證汽車的操縱穩(wěn)定性，使汽車獲得高速行駛能力。 按制造工藝不同，整體式橋殼可分為鑄造式、鋼板沖壓焊接式和擴(kuò)張成形式三種。 六、 驅(qū)動(dòng) 橋殼 設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)橋殼的主要功用是支撐汽車質(zhì)量，并承受由車輪傳來(lái)的路面的反力和反力矩，并經(jīng)懸架傳給車架（或車身）；它又是主減速器、差速器、半軸的 裝配基體。半浮式半軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所受載荷較大，只用于轎車和輕型貨車及輕型客車上。 牙嵌式自由輪差速器的半軸轉(zhuǎn)矩比 kb是可變的，最大可為無(wú)窮大。當(dāng)把 kb降到 ~， k降到 ~，可提高該差速的使用壽命。理論上凸輪形線應(yīng)是阿基米德螺線，為加工簡(jiǎn)單起見(jiàn)，可用圓弧曲線代替。 青島理工大學(xué) 2021 級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第三章 總體選擇 26 如果差速器完全鎖住，則汽車所能發(fā)揮的最大牽引力 Ft 為 Ft = G22 +G22 min = G22 ( + min) （ 3 ?6） 可見(jiàn)，采用差速鎖將普通錐齒輪差速器鎖住，可使汽車的牽引力提高( + min)/ min倍，從而提高了汽車通過(guò)性。每個(gè)半軸齒輪背面有壓盤和主、從動(dòng)摩擦片，主、從動(dòng)摩擦片分別經(jīng)花鍵與差速器殼和壓盤相連。 1．普通錐齒輪式差速器 由于普通錐齒輪式差速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)可靠，所以廣泛應(yīng)用于一般使用條件的汽車驅(qū)動(dòng)橋中。蝸桿傳動(dòng)主要用于生產(chǎn)批量不大的個(gè)別重型多橋驅(qū)動(dòng)汽車和具有高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)的大客車上。 由于雙曲面齒輪具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，因而它比螺旋錐齒輪應(yīng)用更廣泛 。 螺旋錐齒輪的傳動(dòng)比 i0s為 i0s = r2r1 這說(shuō)明： 1)當(dāng)雙曲面齒輪與螺旋錐齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面齒輪傳動(dòng)有更大的傳動(dòng)比。由于偏移距正的存在，使主動(dòng)齒輪螺旋角 β1大于從動(dòng)齒輪螺旋角 β2。 本次設(shè)計(jì)的微型電動(dòng)貨車，因工作環(huán)境良好，可選用非獨(dú)立懸架（具體選擇見(jiàn)下一章），故選擇非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)，以降低成本，使之工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修調(diào)整容易。 7) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，拆裝，調(diào)整方便。 第三章 總體 選擇 驅(qū)動(dòng)橋位于傳動(dòng)系的末端，其基本功用首先是增扭、降速、改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，即增大由傳動(dòng)軸或 直接從 變速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩 ,并將動(dòng)力合理地分配給左、右驅(qū)動(dòng)輪；其次，驅(qū)動(dòng)橋還承受作用于路面和車架或車身之間的垂直力、縱 向力和橫向力，以及制動(dòng)力距和反作用力矩等。因此為了確保鋰離電池的安全，必須用電池管理系統(tǒng)，但是這樣就大大的增加了電池的成本和體積。 I —— 是電機(jī)的額定電流 A 根據(jù)電池的要求選擇的電池容量為 180Ah。在電子電力技術(shù)的不斷發(fā)展中，它也逐漸被其他電力晶體管（ 如 GTO、 MOSFET、 BTR 及 IGBT等）斬波調(diào)速裝置所取代。無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)由于沒(méi)有電刷和換向器，所以可在高速下運(yùn)行，電機(jī)的體積可以縮小，重量減輕，提高了可靠性，而且無(wú)刷直流電機(jī)的控制器相對(duì)簡(jiǎn)單，這些都使了無(wú)刷直流電機(jī)在電動(dòng)車上得到了廣泛的應(yīng)用。 （ 1）直流電機(jī)：優(yōu)點(diǎn)是成本低，易于平滑調(diào)速，控制器簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟等，缺青島理工大學(xué) 2021 級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第二章 電動(dòng)汽車的總體設(shè)計(jì) 17 點(diǎn)是由 于直流電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中需要電刷和換向器換向，因而電機(jī)本身的效率低于交流電機(jī)，同時(shí)，電刷需要定期的維護(hù)，造成的許多不便。 m） ； α為轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)，一般在 ~ 之間選取 ，本次設(shè)計(jì)選為 ； 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 Pemax = ； 最大功率轉(zhuǎn)速 nP = 630（ r/min）。電動(dòng)汽車應(yīng)具有最優(yōu)化的能量利用 , 以在車載總能量不變的情況下最大限度的增加續(xù)駛里程 , 再生制動(dòng)回收的能量一般可達(dá)到總能量的 10%～ 20%, 這是在內(nèi)燃機(jī)汽車上不能實(shí)現(xiàn)的。 2) 高轉(zhuǎn)速。 青島理工大學(xué) 2021 及畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第二章 電動(dòng)汽車的總體設(shè)計(jì) 14 汽車制動(dòng)性是指汽車在制動(dòng)時(shí)，能在盡可能短的距離內(nèi)停車且保持方向穩(wěn)定，下長(zhǎng)坡時(shí)能維持較低的安全車速并有在一定坡道上長(zhǎng)期駐車的能力。 （ 1） 最高車速 vamax 隨著 道路行駛條件的改善，特別是高速公路的修建，汽車尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)排量大些的乘用車最高車速逐漸 提高的趨勢(shì)。從各輪胎磨損均勻和壽命相近考慮，各個(gè)車輪的負(fù)荷應(yīng)相差不大；為了保證汽車有良好的動(dòng)力性和通過(guò)性，驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)有足夠大的負(fù)荷，而從動(dòng)軸上的負(fù)荷可以適當(dāng)減小，以利于減小從動(dòng)輪滾動(dòng)阻力和提高在環(huán)路面上的通過(guò)性；為了保證汽車有良好的操縱穩(wěn)定性，又要求轉(zhuǎn)向軸的負(fù)荷不應(yīng)過(guò)小。 3. 質(zhì)量系數(shù) ?m0 質(zhì)量系數(shù) ?m0是指汽車在質(zhì)量與 整車整備質(zhì)量的比值，即 ?m0 = me/m0。 故可選取電動(dòng)貨車的整備質(zhì)量為 1600kg。 5． 貨車車廂尺寸 要求車廂尺寸在運(yùn)送貨物時(shí)能裝足夠額定噸數(shù)。 受汽車總寬不得超過(guò) 限制，輪距不宜過(guò)大。 1． 外廓尺寸 汽車的長(zhǎng)、寬、高成為汽車 外廓尺寸。 它的主要優(yōu)缺點(diǎn)是：與長(zhǎng)頭式貨車比較，汽車的總長(zhǎng)和軸距得到縮短，最小轉(zhuǎn)彎半徑小，機(jī)動(dòng)性能雖然好于長(zhǎng)頭式貨車，但不如平頭式貨車；駕駛員視野不如平頭式貨車好，但與長(zhǎng)頭式貨車比較得到很大改善； 動(dòng)力操縱機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單；發(fā)動(dòng)機(jī)的工作噪聲、氣味、熱量和振動(dòng)對(duì)駕駛員的影 響與平頭式貨車比較得到很大改善，但不如長(zhǎng)頭式貨車。 對(duì)于本次設(shè)計(jì)的電動(dòng)貨車，可采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低的 4 2驅(qū)動(dòng)形式。為了設(shè)計(jì)制造出性能優(yōu)越、價(jià)格便宜 的電動(dòng)