【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過(guò)的材料。均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。

　　

【正文】 21 所以在設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況，考慮用戶需求、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、自身?xiàng)l件等各方面綜合因素。通過(guò)對(duì)用戶的問(wèn)卷調(diào)查和市場(chǎng)上的已有車型的對(duì)比分析，我們知道目前在我們國(guó)內(nèi)電動(dòng)代步車還是主要用于家庭老年人的出行以及家庭婦女的購(gòu)物等，而用于交通工具和娛樂(lè)休閑還不是很多，因?yàn)楝F(xiàn)在轎車的需求還是很大。另外就是使用這 些電動(dòng)代步車的情況基本上都是城市里面條件較好的家庭使用，故行駛條件比較好，綜合考慮到這些方面我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)遵循了以下原則： a) 全面照顧為第一位，突出重點(diǎn)為第二位。在設(shè)計(jì)時(shí)我們必須滿足動(dòng)力性、安全性、舒適性和經(jīng)濟(jì)性等各方面的基本要求，同時(shí)重點(diǎn)考慮滿足老人身體要求的安全性和舒適性，對(duì)通過(guò)性、經(jīng)濟(jì)性可以稍微放松。 b) 從實(shí)際出發(fā)，就是設(shè)計(jì)考慮主要的用戶需求和使用條件，即其使用目的并非用于交通工具而是老人和婦女使用；另外就是在城市里面的道路情況比較好，不會(huì)有太大的坡度和路面凸物；還有就是城市交通情況復(fù)雜，一定滿足安全性能，同時(shí)要有較好的啟動(dòng)加速性。 c) 要爭(zhēng)取競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，與市場(chǎng)上現(xiàn)有車型比較，應(yīng)在用戶比較看重的方面有明顯的長(zhǎng)處和優(yōu)勢(shì)，比如在制動(dòng)距離，穩(wěn)定性，啟動(dòng)加速性等方面力爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，以爭(zhēng)取市場(chǎng)，如果在各方面都無(wú)法滿足那也沒(méi)有設(shè)計(jì)的必要，因?yàn)闊o(wú)法在市場(chǎng)上生存。 3. 具體參數(shù) （ 1） 車型、驅(qū)動(dòng)、布置形式的選擇 為滿足大多數(shù)人的需求，設(shè)計(jì)車型確定為普通型，即各方面參數(shù)按普通車型的參數(shù)選取。因后輪驅(qū)動(dòng)有較好的動(dòng)力性且城市道路行駛條件較好，同時(shí)考慮電池及電機(jī)的放置方便，選擇后置后輪驅(qū)動(dòng)形式。雖然三輪的轉(zhuǎn)向比較靈活但穩(wěn)定性不足，而現(xiàn)在轉(zhuǎn)向裝置都不是太有難度去四輪行駛穩(wěn)定性較高，所以選擇四個(gè)車輪。最終的車型為 RR24? （ 2） 主要尺寸參數(shù)的選擇 在選取尺寸參數(shù)主要是參考現(xiàn)有同類型的車的參數(shù)： 軸距選擇 L=710mm，因?yàn)槭呛笾煤筝嗱?qū)動(dòng)，故選擇比例系數(shù) C=，則初選總長(zhǎng)為 La=L/C=750/=1290mm；為了保證一定的通過(guò)性，選擇前懸為 LF=300mm,后懸為 LR=250mm，則實(shí)際總長(zhǎng)為 La=LF+LR+L=1260mm。車標(biāo)準(zhǔn)總高 1100mm。車總寬 650mm，再考慮了總質(zhì)量和穩(wěn)定性后選擇前后輪距均為 570mm。 尺寸數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如下：?jiǎn)挝?mm 軸距 前懸 后懸 總長(zhǎng) 總高 總寬 前輪距 后輪距 710 300 250 1260 1100 650 570 570 22 （ 3） 主要質(zhì)量參數(shù)的選擇 我們?cè)O(shè)計(jì)的電動(dòng)代步車為單人的，即核載人數(shù)為一人。盡量減小整車質(zhì)量不但減少消耗同時(shí)能節(jié)省更多的功率來(lái)增加載客量和載貨量，參考實(shí)際車型選擇整車裝備質(zhì)量 m0=80kg；因?yàn)槭呛溯d一人，所以考慮人體體重及必備的一些貨物重量，選擇裝載量為 ma=120kg；則質(zhì)量系數(shù) ηm0=ma/ m0=120/80=,；因?yàn)槭呛笾煤筝嗱?qū)動(dòng)，所以載荷分配選擇：滿載時(shí)前輪 45%，后輪 55%；空載時(shí)前輪 50%，后輪 50%。 質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如下： 整車裝備質(zhì)量 裝載量 質(zhì)量系數(shù) 載荷分配 滿載 空載 80kg 120kg 45% 55% 50% 50% （ 4） 主要性能參數(shù)的選擇 最高車速選擇為 12km/h，加速時(shí)間 15 s，最小轉(zhuǎn)彎半徑 1500mm， 上坡能力選擇為 120（ %），續(xù)航里程選擇為 25km，充電時(shí)間為 8 h，最小離地高度不能太大也不能太小，過(guò)大則重心高，穩(wěn)定性不足，行駛時(shí)易傾翻；過(guò)小則通過(guò)性下降，故參考現(xiàn)有車型選擇 hmin=100mm；車以 向心加速度作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，車身側(cè)傾角應(yīng)小于 30；以 減速度制動(dòng)時(shí)前俯角小于 10；制動(dòng)距離小于 。 23 性能參數(shù)統(tǒng)計(jì)如下： 最高 車速 加速時(shí)間 最小轉(zhuǎn)彎半徑 爬坡度 續(xù)航里程 充電時(shí)間 離地 高度 側(cè)傾角 前俯角 制動(dòng)距離 12km/h 15 s 1500mm 120 25km 8 h 100mm 30 10 4. 總成選擇 （ 1） 電動(dòng)機(jī)選擇： 電動(dòng)車總質(zhì)量為 :200kg；因?yàn)橹饕窃诔鞘兴嗷驗(yàn)r青路面行駛，所以選擇滾動(dòng)阻力系數(shù) f=,；估算迎風(fēng)面積： A=；車速為 12km/h；因?yàn)檐嚿硇螤钶^為復(fù)雜，有較多凸起物，故選空氣阻尼系數(shù) CD=；因?yàn)樵O(shè)計(jì)的電動(dòng)車爬坡度為 120，所以坡度 i=；傳動(dòng)效率取 ηT=；選擇輪胎尺寸為 R=12’（ ）；在使用時(shí)大多數(shù)情況為勻速行駛，加速情況較少，若取重力加速度 g=（武漢），則電動(dòng)車電動(dòng)機(jī)的最大驅(qū)動(dòng)力為： 當(dāng)在平路上行駛時(shí)只需要克服滾動(dòng)阻力和空氣阻力 : NuACGfF aDt 22 ????????? 當(dāng)在上坡行駛時(shí)還要克服上坡阻力 ,則驅(qū)動(dòng)力為 : ? ? ? ? NuACifGF aDt 22 ???????????因?yàn)橐话汶妱?dòng)代步車的電動(dòng)機(jī)是和主減速器合制在一起的，其減速比一般為i0=18： 1，而調(diào)速則通過(guò)調(diào)速手把對(duì)電機(jī)進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速，所以為了滿足電動(dòng)車所需的驅(qū)動(dòng)力和 12km/h 的速度要求，電動(dòng)機(jī)需要的最大轉(zhuǎn)矩和最高轉(zhuǎn)速分別為： 平路時(shí)： ? ?mNi RFT To tm ???????? 15 ? 上坡時(shí)： ? ?mNi RFT To tm ???????? 1 52 48? )/( m imrR iun oam ????? ?? 則所需電動(dòng)機(jī)最大功率為： 24 平路時(shí)： ? ?WnTP mmm 1201 0 0 09 5 5 03 7 6 0 0 09 5 5 0 ??????? 上坡時(shí)： ? ?WnTP mmm 1 6 6 01 0 0 09 5 5 03 7 6 0 0 09 5 5 0 ??????? 由于在上坡時(shí)電機(jī)工作在最大轉(zhuǎn)矩狀態(tài)，根據(jù)直流電機(jī)特性，此時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)速必然遠(yuǎn)小于最大轉(zhuǎn)速，所以上坡時(shí)的功率遠(yuǎn)小于上式計(jì)算功率（詳細(xì)功率計(jì)算可根據(jù)確切電機(jī)特性參數(shù)計(jì) 算），但為了照顧一定的爬坡能力和加速能力，參考同檔次的車型，選擇電動(dòng)機(jī)功率為 400W 的直流電機(jī)，轉(zhuǎn)速選 4000r/min。 則最高車速、最大爬坡度為： hkmu a / ???? ????? ifD of fDfDac 1s in 2 22m a x ?? ????? 根據(jù)參考粗略估計(jì)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)為： ?? 則加速度為： ? ? ? ? 2/ 1 2 7 9 smfDgdtdu a ??????? ? （ 2） 蓄電池的選擇： 雖然鋰電池的續(xù)航能力比較強(qiáng)，也較環(huán)保，但是同時(shí)也價(jià)格昂貴，不易保養(yǎng)和維修，所以現(xiàn)在市場(chǎng)上使用較多的還是鉛酸蓄電池，所以為了贏得市場(chǎng)，還是選擇封裝鉛酸電池。 選擇 24V50Ah 兩塊，能量密度 be =40Wh/kg，功率密度 bp =300W/kg， 質(zhì)量為 bm =20kg， 則電池容量為： hWmeE bbb ?????? 8002040 則平均續(xù)航里程為： kmuPEL atbT ????? （ 3） 座椅的選擇： 根據(jù)我國(guó)人體的百分位尺寸和人機(jī)工程中座椅的設(shè)計(jì)原則，可設(shè)計(jì)座椅大體尺寸如下： 座寬：兩臀或兩股間距離 +5cm，基本座寬取 500mm。座位太窄，上下 輪椅比較 25 困難臀部及大腿組織受到壓迫；座位太寬則不易坐穩(wěn)，操縱 不方便，雙肢易疲勞 。 座深：后臀部至小腿腓腸肌間水平距離 cm，座深選取 450mm。若座位太短，體重將主要落在坐骨上，易造成局部易受壓過(guò)多；若座位太長(zhǎng)會(huì)壓迫腘窩部影響局部的血液循環(huán)，并易刺激該部皮膚。 座高：鞋跟至腘窩距離 +4cm，腳踏距地大于 5 cm，選擇基本座高 450mm，根據(jù)需要可以設(shè)計(jì)為按 5cm 檔位高度可調(diào) 。 座椅過(guò)高則駕駛不方便，過(guò)低則坐骨承受壓力過(guò)大， 背高：坐面至肩枕部，背高則穩(wěn)定，低則活動(dòng)靈活方便，選取 600mm 高背。 扶手高度：椅面至平放的前臂下緣 +，選取 300mm。 （ 4） 輪胎的選擇： 輪胎選擇 12 寸充氣胎，可提高舒適性，因?yàn)樾旭倵l件和承載負(fù)荷都比較好，類型選擇普通斜交輪胎即可。 （ 5） 傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇： 因?yàn)殡妱?dòng)代步車設(shè)計(jì)為后置后驅(qū)，而變速又由變速手把對(duì)電機(jī)直接調(diào)速，所以傳動(dòng)系統(tǒng)只有主減速和驅(qū)動(dòng)橋。根據(jù)現(xiàn)有車型選擇減速比為 18，過(guò)大則為了滿足車速而對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速要求較高，較小則轉(zhuǎn)矩不足。后驅(qū)動(dòng)橋可選擇整體式，前轉(zhuǎn)向橋可選非整體式。 （ 6） 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)選擇： 因?yàn)殡妱?dòng)代步車承受載荷不大，所以可以選擇人力操作轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向器選擇普通的齒輪齒條式。轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的梯形機(jī)構(gòu)底角為： ) o t (ar) o t (ar ???? cLKc? 梯形臂長(zhǎng)度為： cmmKm ?????? （ 7） 制動(dòng)系統(tǒng)選擇： 因?yàn)殡妱?dòng)代步車的動(dòng)力源是電池和電機(jī)，根據(jù)其特點(diǎn)選擇電磁制動(dòng)比較有優(yōu)勢(shì)，既可以節(jié)省能耗，又可以保證制動(dòng)性能，減少抱死制動(dòng)發(fā)生的概率。 （ 8） 車架的選擇 因?yàn)樵O(shè)計(jì)的電動(dòng)代步車的質(zhì)量較小，所以車架選擇鋁合金和鋼架合制較好，而車的踏板及電池、電機(jī)保護(hù)殼用復(fù)合塑料即可。 八． 設(shè)計(jì) 總 結(jié) 在完成 這次的電動(dòng)代步車的設(shè)計(jì)作業(yè)后，我們感到了輕松和收獲以及很大的成 26 就，雖然設(shè)計(jì)內(nèi)容有一些不足和錯(cuò)誤。 對(duì)于這次電動(dòng)代步車的設(shè)計(jì)任務(wù)，我們認(rèn)為主要是要學(xué)會(huì)和理解掌握汽車的一般設(shè)計(jì)過(guò)程。因?yàn)槲覀冋n程所學(xué)習(xí)的內(nèi)燃機(jī)的設(shè)計(jì)，但是設(shè)計(jì)任務(wù)是電 動(dòng)車的設(shè)計(jì)，這使得許多設(shè)計(jì)過(guò)程充滿了難度，不但設(shè)計(jì)方法不同，更重要的所需的資料、信息、數(shù)據(jù)很少，所以從一開(kāi)始我們就只有借助課外資料、圖書(shū)以及大量的通過(guò)上網(wǎng)搜集資料信息數(shù)據(jù)。在搜集到這些數(shù)據(jù)資料之后我們又花了大力氣進(jìn)行整理和分析，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)車型時(shí)我們主要以此為設(shè)計(jì)參考。 整個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)從開(kāi)始的搜集信息了解電動(dòng)代步車到問(wèn)卷調(diào)查，再到車型分析對(duì)比，這些都主要是大家合作借助網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成。之后進(jìn)行用戶需求層次分析和用戶需求模型轉(zhuǎn)換，將模糊抽象的用戶需求轉(zhuǎn)換為定量的數(shù)值表示。雖然在這一部分花費(fèi)了許多精力來(lái)進(jìn)行計(jì)算和整理、填表，但是這一部分也是我們收獲最大的地方。因?yàn)檫@種方法是當(dāng)今工程設(shè)計(jì)中普遍使用的很有效的方法，雖然我們所學(xué)習(xí)和使用的僅僅是很少很淺的一部分，但這些內(nèi)容是接觸和深入學(xué)習(xí)這些知識(shí)的基礎(chǔ)。 最后是真正課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，即車輛的技術(shù)參數(shù)的選擇和確定，但這一部分我們遇到了很大的阻力， 因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)和計(jì)算時(shí)，需求確切的數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)很難獲得，尤其這些數(shù)據(jù)對(duì)某些生產(chǎn)廠家來(lái)說(shuō)是生產(chǎn)機(jī)密。即使在網(wǎng)上搜到也是收費(fèi)的，最后我們只能以有限的參考資料進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)。在總成選擇時(shí)也只能參考現(xiàn)有車型進(jìn)行選擇，所有的這些都只是概念層面的。 不管怎么說(shuō)我們從最初搜集信息到市場(chǎng)方面的用戶問(wèn)卷調(diào)查、需求分析、需求轉(zhuǎn)化再到車型對(duì)比分析、參數(shù)設(shè)計(jì)、總成選擇，這些一步步的設(shè)計(jì)流程是大致符合車輛設(shè)計(jì)過(guò)程的，通過(guò)這次的設(shè)計(jì)練習(xí)我們對(duì)這一汽車設(shè)計(jì)有了全面又深刻的認(rèn)識(shí)，對(duì)用戶需求的層次分析、模型轉(zhuǎn)換產(chǎn)生了濃厚興趣，以及對(duì)如何有效利 用網(wǎng)絡(luò)資源搜集信息數(shù)據(jù)都有了新的認(rèn)識(shí)。這些都是我們的收獲。 任務(wù)分配： 郭騰： 問(wèn)卷設(shè)計(jì)、車型分析 周恒繼： 車型分析、問(wèn)卷調(diào)查 石承飛： 車型分析、整理數(shù)據(jù) 吳剛： 車型分析、繪制圖表 黃書(shū)文： 車型分析、搜集信息 馬鵬：?jiǎn)柧斫y(tǒng)計(jì)分析、設(shè)計(jì)計(jì)算、編寫(xiě)文檔