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1、毕业设计-12 座观光电动车的设计郑州科技学院本科毕业设计（论文）题 目 12 座观光电动车的设计 学生姓名 何昕 专业班级 08 级机械设计制造及其自动化 2 班 学 号 200833048 院 （系） 机械工程学院 指导教师 职称 完成时间 2012 年 5 月 15 日 摘 要汽车已成为当今人类社会不可缺少的工具，是城市居民日常生活的一部分，他可以拉动 3.27 倍的相关产业和解决 10%左右的社会总劳动力的就业之一。汽车与人民的紧密度越来越紧，他对人类社会进步产生着巨大的推动作用，世界上汽车保有量也与日俱增。但是汽车的飞速发展和数量的日益增多给人类带来了麻烦，尤其是影响人类可持续发展的
2、环境污染的问题和出现能源短缺问题。人们开始关注电动汽车，电动汽车可以实现零排放，无污染，无噪声。所以研究电动汽车势在必行。本次设计主要研究电动汽车的部分内容，包括电动机的选择，减速器差速器的设计，制动系统的设计四部分内容。总的思路是通过使用变频调速电动机调节车轮转速，减速器起减速增扭的作用，差速器实现同一轴上的两轮在转弯时以不同的速度行驶。制动系统是电动汽车不可缺少的一部分，特别是旅游观光车需要频繁的启停，制动系统必须稳定且刹车稳定。关键词 旅游观光车/电动汽车/电动机/减速器/差速器/制动器TWELVE SIGHTSING ELECTRIC CARABSTRACTCars have beco
3、me such an indispensable tool of human society, is the city residents part of daily life, he can pull 3.27 times the related industrial and solve 10% of the total social Labour of one of employment. Cars and peoples close degree more and more tight, he human society advances to such a vast role, aut
4、o possession in the world was growing. But the bus rapid development and increasing the number of brought trouble, especially the impact of human sustainable development of environmental pollution problems and appear energy shortage. People begin to pay close attention to electric cars, electric car
5、s can realize zero emissions, no pollution, no noise. So the electric car is imperative. The main research electric car design part of the content, including the choice of motor, gear reducer of differential design, braking system design four sections. The idea is through the use of variable frequen
6、cy speed regulation wheel speed motor, gear reducer increasing the role of the slow twist, differential realize the same shaft two rounds in turning to the different speed. Braking system is an indispensable part of the electric car, especially tourism car need frequent rev. Stop, braking system mus
7、t be stable and braking stability. KEYWORDS：Tourism car, The electric car ,Motor,Reducer,Differential mechanism,brake 目 录摘 要 IABSTRACT II1 绪论 11.1 电动汽车的概念 11.2 电动车辆的优点 11.3 电动汽车的发展 21.4 电动汽车发展所面临的问题 31.5 电动车辆的主要组成部分 42 电动机的选择 43 主减速器的设计 63.1 总传动方案的确定 63.2 主减速器传动方案的确定 73.3 减速器主要参数的确定 8减速方案 8确定从动锥齿轮的计
8、算转矩 9主减速器锥齿轮基本参数的选择 10“格里森”制主减速器锥齿轮强度计算 133.4 主减速器锥齿轮材料的选择 154 差速器的设计 154.1 差速器齿轮主要参数的选择 16差速器传递形式确定 16 行星齿轮和半轴齿轮齿数的选择 16锥齿轮大端端面模数 m 为 16压力角 17行星齿轮轴直径 d 及支撑长度 L 17差速器齿轮材料选取 175 半轴的设计 195.1 半轴主要的载荷工况: 195.2 半轴计算转矩及杆部直径 195.3 强度校核 206 制动系统的设计 206.1 概述 206.2 盘式制动器主要结构参数 226.3 制动力矩的计算 22制动力的计算 22制动力分配系数
9、 24同步附着系数 25制动强度和附着系数利用率 26最大制动力矩 276.4 制动器主要结构零件设计 28制动盘 28制动钳 28制动块 286.5 液压制动驱动机构的设计计算 29制动轮缸的设计 29制动论缸直径和工作容积的计算 29制动主缸设计 30总 结 31致 谢 32参考文献 331 绪论1.1 电动汽车的概念电动车辆是指用电能驱动电动机作为牵引或行驶的车辆1。由图 1-1 可知观光电动车是电动车辆中特定车的一种。特定车是指在特指的有限活动空间或有某种专用用途的一种小型电动车辆，性能参数不高但非常适用于某种场合，如高尔夫球场用的高尔夫球场车。1998年美国在举办亚特兰大奥运会时在高
10、尔夫球场投放了 250 辆专用电动车成为该届奥运会的一大亮点。我国近几年在汕头、武汉、北京、上海、天津等地的公园游览区、观光区投放的步行街观光车、公园休闲车等示范车在示范区受到游客的关注。再如我国近几年发展的电动自行车、电动摩托车、电动三轮车深受不求远行但求灵活方便的人的欢迎也可作为身体行动不便的弱势群体的行动辅助工具。图 1-1 电动车辆分类图1.2 电动车辆的优点1）可以实现零排放，对环境友好 以电力作为主要动力，没有发动机可以实现零排放2。表 1-1 NOx 排放量比较燃料的种类 汽油 柴油 电力 甲醇 氢 NOx 排放量（g/MJ） 0.113 0.056 0.047 0.0190.0
11、22 0.0220.042 2）噪音低 与内燃机汽车相比，震源明显减少而且没有燃烧过程，也没有配气机构的机械运动和活塞连杆机构的运动，只有与其相当的空压机，散热风扇，传动机构噪声，噪声级明显低于内燃机汽车。经试验表明 4.5MW,11MW 磷酸燃料电池噪声水平不高于 55dB，仅是内燃机汽车的百分之四十。3）效率高 表 3 是丰田汽车公司试验时测试的数据，电动汽车的综合效率均比汽油发动机高。表 1-2 各类汽车综合效率比较类型 汽油 电力 混合动力（汽油机） 燃料电池（压缩比）燃料生产率（%） 88 26 88 58 汽车运用效率（%） 16 80 30 50综合效率（%） 14.08 20.
12、8 26.4 29 4 可以实现能量回收 根据电动汽车的能源组合机制，很容易利用电动机可逆发电的功能回收制动能或下坡时势能转化的电能，使汽车的续驶里程增加，稳定性提高。近几年开发的新型电动汽车都具有能量回收系统，可使汽车续驶里程增加 10%15%。5 可以有效解决汽车面临的能源可持续发展的问题 电动车辆所用的蓄电池所蓄的的电能，可以由公用电网中得到，故所有获取电能的方法都可以用做电动汽车的能源获取途径，如水力发电核电热电风电地热电和太阳能等均可。6 与燃油汽车相比，电动汽车的结构特点是灵活的，这种灵活性源于电动汽车具有以下几个独特的特点：首先，电动汽车的能量主要通过柔性的而不是通过刚性联轴器和
13、转轴传递的，因此电动汽车各部分的布置有很大的灵活性。其次，电动汽车的驱动系统不同会使系统结构区别很大，采用不同类型的电动机会影响到电动汽车的质量，尺寸形状，不同类型的储能装置也会影响电动汽车的质量形状尺寸。另外，不同的补充能源装置具有不同的硬件结构，例如蓄电池可通过感应式和接触式的充电机组成。1.3 电动汽车的发展电动汽车的历史比内燃机汽车还早、电动汽车也曾在 19 世纪末 20 世纪初在美国有个黄金时代。1912 年美国电动车保有量曾达到 384 辆，所占份额超过内燃机。其保有量占总数的 38%，仅次于蒸汽机汽车（40%） 。只是后来由于内燃机的技术发展，特别是启动机成功应用到汽车上后，电动
14、车才被人忽略，投入不足，技术发展缓慢。20 世纪 60 年代后，人们为环境问题，能源问题而重新对电动汽车进行认识。1976 年日本成立了电动汽车协会，重新研发电动汽车。1990 年美国三家汽车公司联合成立先进电池联合体。随后美国总统布什批准了2.26 亿美元拨款资助此项研究。1990 年美国通用汽车公司推出“Impact”牌电动轿车。我国科技部“十五”国家“863”计划电动汽车为重大专项计划，组织企业、高等院校和科研单位，以官，产，学，研四位一体的方式，联合攻关，投入8.8 亿元人民币，实施电动汽车专项总体目标5。由于国家重视和重点院校，大型企业的骨干示范作用，带动了全国范围内的研发热潮，如我
15、国生产的电动自行车，三轮车，观光车等小功率车辆，2005 年全国产量为 900 万辆，其中三分之一出口，实现产值 200 亿元，2006 年全国年产值达 1600 万辆，产值达 320亿元，出口比例比 2005 年有所提高。车型由双轮发展到三轮四轮。动力电池也不再是单一的铅酸电池，而发展到碱性电池，燃料电池。在研发电动汽车的关键技术方面，我国也取得了阶段性的成果，尤其是燃料电池方面。比如北京金能公司董事长郑重德是世界著名的全氟质子交换膜和燃料电池专家其在“863”计划中领衔研制的 GEEC 全氟质子交换膜，有效面积有 10.20,50，和 100 平方米多种，研制的 ALM 双网络膜电极是世界
16、率先研制成功的。1.4 电动汽车发展所面临的问题电动汽车拥有和发动机汽车相反的性能，即电动汽车在环境性、效率等方面略胜一筹，但是在舒适性、输出功率大小和价格方面略逊一点。目前，燃油汽车的缺点中主要的是环境问题，而电动汽车则略胜一筹。但是由于技术、经济上的问题，电动汽车的产量并不会增多太多。其问题主要表现在一下几个方面：1）目前，电动汽车仍然是“能量不充裕”的车辆，如何能够更好的利用车载能量是设计中的核心问题。首先要考虑汽车的主要用途及形式。市区用小客车及轻型载货汽车以市区行驶循环方式为主，相对在公路上行驶的的汽车而言，启动较频繁，能量利用率较低，有可能较好的利用制动回收能量。而主要行驶在公路上的电动汽车，特别
