初稿履帶式旅游觀光車設(shè)計(jì)

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1、履帶式旅游觀光車設(shè)計(jì) 廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 履帶式旅游觀光車設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 學(xué) 號 院 （系） 指導(dǎo)教師(職稱)

2、 完成時(shí)間 摘要 隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提高,汽車已是人們生活中必備的交通工具,，成為城市居民日常生活的一部分。汽車被評為20世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一，隨著電動(dòng)汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車與人民的日常生活的聯(lián)系越來越緊密了，同時(shí)，汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)了一系列相關(guān)零配件產(chǎn)業(yè)、汽車租賃業(yè)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，解決了大量社會勞動(dòng)力人口的就業(yè)問題，汽車產(chǎn)業(yè)已成為國民經(jīng)濟(jì)中的重要的一部分。劇統(tǒng)計(jì)，全球啟齒保有量持續(xù)快速增長，然而傳動(dòng)汽油、柴油等內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力汽車的大量使用，帶來了環(huán)境污染以及能源短缺等一系列問題。

3、由于電動(dòng)汽車相比內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力汽車可實(shí)現(xiàn)零排放，無污染，無噪聲，研究電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)、制造具有舉足輕重的意義。 本文在參考國內(nèi)外大量文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，研究分析了電動(dòng)汽車的主要結(jié)構(gòu)及原理，設(shè)計(jì)了一種新型的履帶式兩座旅游觀光車。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括電動(dòng)機(jī)的選型、履帶的設(shè)計(jì)選擇、減速器和差速器的選擇設(shè)計(jì)、制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)四個(gè)部分的內(nèi)容。應(yīng)用了大學(xué)四年中所學(xué)習(xí)到的機(jī)械設(shè)計(jì)原理及方法，采用了自頂向下設(shè)計(jì)的順序，設(shè)計(jì)了一款操作簡便、結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定可靠的電動(dòng)履帶式旅游觀光車。 關(guān)鍵詞:履帶式;旅游觀光車;電動(dòng)汽車;  TWELVE SIGHTSING ELECTRIC CAR ABSTRACT

4、 Cars have become 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

5、 vast role, auto 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 car

6、s, electric cars 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

7、 variable frequency 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, b

8、raking system must be stable and braking stability. KEYWORDS：Tourism car, The electric car ,Motor,Reducer,Differential mechanism,brake  目錄 摘要 2 ABSTRACT 3 目錄 4 1 緒論 5 1.1 電動(dòng)汽車概述 5 1.2 電動(dòng)車輛應(yīng)用與發(fā)展 5 1.3 電動(dòng)車輛的主要結(jié)構(gòu) 7 2總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 2.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 8 2.2 履帶的設(shè)計(jì) 10 2.3 蓄電池的選擇 13 2.3 主減速器的設(shè)計(jì) 14 3 傳動(dòng)

9、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與選擇 20 3.1 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 20 3.2 差速器的設(shè)計(jì) 22 3.3 半軸的設(shè)計(jì) 25 3.4 制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 26 總結(jié) 35 致謝 36 參考文獻(xiàn) 37  1 緒論 1.1 電動(dòng)汽車概述 使用電能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)作為牽引或行駛的車輛稱為電動(dòng)車輛[1],現(xiàn)階段,電動(dòng)車輛的常見類型如圖1-1所示: 電動(dòng) 車輛 類型 軌 道 電 車 無 軌 電 車 特 定 車 電 動(dòng) 汽 車 電 動(dòng) 火 車 輕軌 電力 客車 有饋線無軌電車 有饋線快速充電客車 高爾 夫球 場車 觀光 游覽 車 助 動(dòng) 車

10、 搬 運(yùn) 車 純電 動(dòng)汽 車 混合 電動(dòng) 汽車 燃料電池電動(dòng)汽車 圖1-1電動(dòng)車輛分類圖 其中,旅游觀光電動(dòng)車屬于電動(dòng)車輛中特定車的一種.特定車是指在特指的有限活動(dòng)空間或有某種專用用途的一種小型電動(dòng)車輛，性能參數(shù)不高但非常適用于某種場合，如高爾夫球場用的高爾夫球場車。1996年美國在舉辦亞特蘭大奧運(yùn)會時(shí)在高爾夫球場投放了250輛專用電動(dòng)車成為該屆奧運(yùn)會的一大亮點(diǎn)。近年來,我國先后在北京、上海、天津、武漢、汕頭等地的公園游覽區(qū)、投入運(yùn)營步行街觀光車，公園休閑車等示范車，方便了游客的出行，獲得了良好的口碑。隨著近年來電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)三輪車等

11、電動(dòng)交通工具技術(shù)的不斷快速發(fā)展，電動(dòng)車的使用受到了越來越多的人們的歡迎。 1.2 電動(dòng)車輛應(yīng)用與發(fā)展 電動(dòng)汽車的起源歷史比內(nèi)燃機(jī)汽車還早、電動(dòng)汽車也曾在19世紀(jì)末20世紀(jì)初在美國有個(gè)黃金時(shí)代。1912年美國電動(dòng)車

12、保有量曾達(dá)到384輛，所占份額超過內(nèi)燃機(jī)。其保有量占總數(shù)的38%，僅次于蒸汽機(jī)汽車（40%）。然后，由于內(nèi)燃機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，電動(dòng)車技術(shù)由于投入不足，逐漸被人忽略，技術(shù)發(fā)展緩慢。20世紀(jì)60年代后，人們?yōu)榄h(huán)境問題，能源問題而重新對電動(dòng)汽車進(jìn)行認(rèn)識。 我國科技部“十五”國家“863”計(jì)劃電動(dòng)汽車為重大專項(xiàng)計(jì)劃，組織企業(yè)、高等院校和科研單位，以官，產(chǎn)，學(xué)，研四位一體的方式，聯(lián)合攻關(guān)，投入8.8億元人民幣，實(shí)施電動(dòng)汽車專項(xiàng)總體目標(biāo)[5]。由于國家重視和重點(diǎn)院校，大型企業(yè)的骨干示范作用，帶動(dòng)了全國范圍內(nèi)的研發(fā)熱潮，如我國生產(chǎn)的電動(dòng)自行車，三輪車，觀光車等小功率車輛，2005年全國產(chǎn)量為900萬輛，其中

13、三分之一出口，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值200億元，2006年全國年產(chǎn)值達(dá)1600萬輛，產(chǎn)值達(dá)320億元，出口比例比2005年有所提高。車型由雙輪發(fā)展到三輪四輪。動(dòng)力電池也不再是單一的鉛酸電池，而發(fā)展到堿性電池，燃料電池。在研發(fā)電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)方面，我國也取得了階段性的成果，尤其是燃料電池方面。比如北京金能公司董事長鄭重德是世界著名的全氟質(zhì)子交換膜和燃料電池專家其在“863”計(jì)劃中領(lǐng)銜研制的GEEC全氟質(zhì)子交換膜，有效面積有10.20,50，和100平方米多種，研制的ALM雙網(wǎng)絡(luò)膜電極是世界率先研制成功的。 電動(dòng)汽車具有以下突出優(yōu)點(diǎn)： 1）由于采用電力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)作為主要?jiǎng)恿?，電?dòng)車輛在運(yùn)行使用時(shí)可以實(shí)現(xiàn)零

14、污染排放，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。[2]。 2）與內(nèi)燃機(jī)汽車相比，電動(dòng)車輛震源明顯減少而且沒有燃燒過程，也沒有配氣機(jī)構(gòu)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)和活塞連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，只有與其相當(dāng)?shù)目諌簷C(jī)，散熱風(fēng)扇，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)噪聲，噪聲級別明顯低于內(nèi)燃機(jī)汽車。經(jīng)試驗(yàn)表明4.5MW,11MW磷酸燃料電池噪聲水平不高于55dB，僅是內(nèi)燃機(jī)汽車的百分之四十。 3）電動(dòng)車輛綜合效率高，表1-3是豐田汽車公司試驗(yàn)時(shí)測試的數(shù)據(jù)，電動(dòng)汽車的綜合效率均比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)高。 表1-2 各類汽車綜合效率比較 類型 汽油 電力 混合動(dòng)力（汽油機(jī)） 燃料電池（壓縮比） 燃料生產(chǎn)率（%） 88 26 88 58 汽車運(yùn)用效率（%）

15、16 80 30 50 綜合效率（%） 14.08 20.8 26.4 29 4)根據(jù)電動(dòng)汽車的能源組合機(jī)制，很容易利用電動(dòng)機(jī)可逆發(fā)電的功能回收制動(dòng)能或下坡時(shí)勢能轉(zhuǎn)化的電能，使汽車的續(xù)駛里程增加，穩(wěn)定性提高。近幾年開發(fā)的新型電動(dòng)汽車都具有能量回收系統(tǒng)，可使汽車?yán)m(xù)駛里程增加10%~15%。 5)電動(dòng)車輛所用的蓄電池所蓄的的電能，可以由公用電網(wǎng)中得到，故所有獲取電能的方法都可以用做電動(dòng)汽車的能源獲取途徑，如水力發(fā)電核電熱電風(fēng)電地?zé)犭姾吞柲艿染桑虼丝梢杂行Ы鉀Q汽車面臨的能源可持續(xù)發(fā)展的問題。 6)電動(dòng)汽車相比燃油汽車，配置更加靈活，由于電動(dòng)汽車的能量主要通過柔性的而不是通

16、過剛性聯(lián)軸器和轉(zhuǎn)軸傳遞的，因此電動(dòng)汽車各部分的布置有很大的靈活性。另外，電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不同會使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)區(qū)別很大，采用不同類型的電動(dòng)機(jī)會影響到電動(dòng)汽車的質(zhì)量，尺寸形狀，不同類型的儲能裝置也會影響電動(dòng)汽車的質(zhì)量形狀尺寸。另外，不同的補(bǔ)充能源裝置具有不同的硬件結(jié)構(gòu)，例如蓄電池可通過感應(yīng)式和接觸式的充電機(jī)組成。 但是電動(dòng)汽車在舒適性、輸出功率大小和價(jià)格方面仍然較燃油汽車略遜一點(diǎn)。如何提高技術(shù)，發(fā)揮電動(dòng)汽車的優(yōu)勢，增加經(jīng)濟(jì)效益，是從事電動(dòng)汽車研究人員急需解決的問題，具有十分重要的意義。 1.3 電動(dòng)車輛的主要結(jié)構(gòu) 電動(dòng)汽車的主要結(jié)構(gòu)包括電源供給系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)。電源供給系

17、統(tǒng)主要由儲能裝置主要是蓄電池、能源變換裝置和電源饋電線組成；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要由電子控制器、功率裝換器、電動(dòng)機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)車輪組成控制系統(tǒng)主要包括車輪制動(dòng)器和一些液壓輔助裝置組成； 2總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，首先選定履帶式旅游觀光驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所需要的電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的重要組成部分，其主要作用是在人員的操作控制下將電池的能量高效地轉(zhuǎn)化為車輛的驅(qū)動(dòng)力，并將車輪上的動(dòng)能反饋到動(dòng)力電池中以實(shí)現(xiàn)車輛的能量回收制動(dòng)。 電動(dòng)汽車對電動(dòng)機(jī)性能要求如下： 1、過載能力強(qiáng)，為保證車輛動(dòng)力性能好，電動(dòng)機(jī)具有較好的轉(zhuǎn)矩過載能力。峰值轉(zhuǎn)矩一般為額定轉(zhuǎn)矩的2倍以上；峰值功

18、率為額定功率的1.5倍以上且峰值轉(zhuǎn)矩和峰值功率的工作時(shí)間一般要求5min以上。 2、轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快，電動(dòng)機(jī)一般采用低速恒轉(zhuǎn)矩和高速恒功率控制形式，要求轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快，波動(dòng)小，穩(wěn)定性好。 3、調(diào)速范圍寬，最高轉(zhuǎn)速是基速的2倍以上。 4、高效工作區(qū)寬，系統(tǒng)效率大于80%的轉(zhuǎn)速區(qū)大于75%。 5、功率密度高，便于電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)在車輛上布置安裝。 6、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可靠性好，電磁兼容性好，易于維護(hù)。 首先擬定整車的初步布局方案如下： 車身總長：=2600mm 軸距：=1300mm 前懸：=1100mm 后懸：=1000mm 額定載客人數(shù)：2人 載客重量：270kg/人=140kg

19、 車身自重：600kg 滿載重量：740kg 車輪半徑：300mm 車輛外形尺寸：2530mm1300mm1800mm 假設(shè)車最大爬坡度為10%，則車輛的總驅(qū)動(dòng)力由下式?jīng)Q定： 其中，滾動(dòng)阻力--在硬路面上行駛，由于橡膠履帶的彈性遲滯形成的能量損失，相當(dāng)于汽車輪在前進(jìn)方向上遇到的一個(gè)阻力消耗了汽車的能量。 G---汽車總重量（N）（600+140）10 =7400N； ---坡度角，取度； f---滾動(dòng)阻力系數(shù)，取0.013； 空氣阻力---根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理，汽車在行駛過程中，由于空氣動(dòng)力作用，在汽車行駛方向作用在汽車上的分力稱為空氣阻力。 ---空氣阻力系

20、數(shù)，取0.4； ---平均車速（Km/h）； A---迎風(fēng)面積； 坡道阻力---上坡時(shí)車重力沿坡道方向的分力 加速阻力 ---質(zhì)量增加系數(shù)，取1.2 故車輛的總驅(qū)動(dòng)力為： 驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩 驅(qū)動(dòng)功率 輸入功率（電動(dòng)機(jī)輸出功率） --機(jī)械傳動(dòng)系總效率； ---離合器效率，取0.99； ---齒輪傳動(dòng)效率，取0.96 ---軸承效率，取0.99； 根據(jù)最高車速V=30km/h,驅(qū)動(dòng)輪的最高轉(zhuǎn)速 根據(jù)和選擇電動(dòng)機(jī)： 可選用襄樊特種電機(jī)有限公司生產(chǎn)的YTS系列的變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，低速時(shí)（f<50HZ）能在1:10范圍內(nèi)做恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，且運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)現(xiàn)

21、象，具有較高的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和較小的啟動(dòng)電流，當(dāng)f>50HZ時(shí)能輸出恒功率特性，能與SPWM變頻調(diào)速器相配套，構(gòu)成交流變頻調(diào)速系統(tǒng)。YTS系列電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速功率等級與安裝尺寸，機(jī)座中心高符合國際ISO標(biāo)準(zhǔn)，其對應(yīng)數(shù)值與Y系列（IP44）三相異步電動(dòng)機(jī)相一致，互換通用性強(qiáng)。故選用型號為YTS225M-4型的電動(dòng)機(jī)，其額定功率為P=37kW,轉(zhuǎn)速n=1500r/min 2.2 履帶的設(shè)計(jì) 1）確定履帶接地長度 （2-1） 式中， p——觀光車的平均接地比壓；/MPa； G——觀光車整機(jī)的重力；/N

22、； B——履帶板寬度；/mm； L——履帶接地長度；/mm 平均接地比壓主要是根據(jù)底板巖石條件選取，對于遇水軟化的底板，取較小值，對于底板較硬，遇水不軟化的底板取較大值。在設(shè)計(jì)觀光車時(shí)，推薦平均接地比壓p≤0.14 MPa。 觀光車的整機(jī)質(zhì)量為740kg，履帶的寬度選擇為130mm。 根據(jù)公式（3-1），可以得出： ，綜合考慮本文觀光車的結(jié)構(gòu)，為了使觀光車的機(jī)械結(jié)構(gòu)及重心更加穩(wěn)定，選擇L較大，取L=2000mm。 圖2-1履帶板 2）選取履帶板的節(jié)距 選取履帶板（如圖2-1）的節(jié)距， 整體式履帶板基本尺寸應(yīng)符合下表（2-1）的規(guī)定。 表（2-1） 履帶板基本尺寸

23、 單位mm 履帶的最小牽引力應(yīng)滿足觀光車在最大設(shè)計(jì)坡度上作業(yè)、爬坡和在水平路面上轉(zhuǎn)彎等工況的要求，最大牽引力應(yīng)小于在水平路面履帶的附著力。一般情況下，履帶轉(zhuǎn)彎不與爬坡同時(shí)進(jìn)行，而觀光車在水平地面轉(zhuǎn)彎時(shí)，單側(cè)履帶的牽引力為最大，故單側(cè)履帶的牽引力的計(jì)算以平地轉(zhuǎn)彎時(shí)的牽引力為計(jì)算的依據(jù)。 （2-2） 其中 （2-3） 式中 T1——單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的牽引力，kN； R1——單側(cè)履帶對地面的滾動(dòng)阻力，kN；

24、 f——履帶與地面之間滾動(dòng)阻力因數(shù)，0.08～0.1； μ——履帶與地面之間的轉(zhuǎn)向阻力因數(shù)，0.8～1.0； n——觀光車重心與履帶行走機(jī)構(gòu)接地形心的縱向偏心距離，mm； G1——單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)承受的觀光車的重力，kN。 B———左右兩條履帶的中心距，mm。 f取0.1，由公式（2-3）： μ取0.9，n取940mm，B取1200,代入公式（2-2）： 表2-2 附著系數(shù)數(shù)值 根據(jù)單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的牽引力心須大于或等于各阻力之和，但應(yīng)小于或等于單側(cè)履帶與地面之間的附著力。，由表（3-2）得附著系數(shù)值選取0.7。 符合。 單側(cè)履帶輸入

25、功率為： （2-4） 式中 P——單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的輸入功率，kW； V——履帶行走機(jī)構(gòu)工作時(shí)的行走速度，m／s； η1——履帶鏈的傳動(dòng)效率。有支重輪時(shí)取0．89～0．92，無支重輪時(shí)取0．71～0．74； η2——驅(qū)動(dòng)裝置減速器的傳動(dòng)效率，％。 在最大速度的情況下計(jì)算，V=30km/h=8.3m/s，η1取0.9，η2取0.75，根據(jù)公式（3-4）： 由前述，所選擇的YTS225M-4型的電動(dòng)機(jī)，其額定功率為P=37kW>5.5kW*2=11kW，故所選電機(jī)符合要求。 2.3 蓄電池的

26、選擇 純電動(dòng)汽車的儲能動(dòng)力用的蓄電池（又稱二次電池），主要是鉛酸電池，已有150年歷史。可算是人類歷史上一個(gè)偉大的發(fā)明。電池的近代進(jìn)步相當(dāng)驚人，在電池的家族里，擁有鎘鎳電池、氫鎳電池、鈉硫電池、鋰電池、鋅空電池、硅鹽電池、飛輪電池等幾十種系列，這些產(chǎn)品的出現(xiàn)改善了它的應(yīng)用廣度與性能。 但是盡管這么多的性能先進(jìn)電池出現(xiàn)，要使純電池的電動(dòng)汽車商業(yè)化，卻存在著許多差距，它面臨著能量儲備，使用壽命，比功率和成本低廉等關(guān)鍵技術(shù)問題。但有趣的是，經(jīng)過一個(gè)多世紀(jì)之后，到1990年，最適用的電動(dòng)汽車，仍然不少應(yīng)用很原始的鉛酸電池，這說明電池還要去挖掘它的潛能。 考慮到成本與我所設(shè)計(jì)的電動(dòng)車的實(shí)際性能，我

27、決定使用鉛酸電磁作為該電動(dòng)車的動(dòng)力源。電池的電壓由電動(dòng)機(jī)決定，容量由電動(dòng)車的續(xù)行駛里程決定。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)已經(jīng)暫時(shí)定了下來，于是電池的電壓也定了下來。那么下面就要根據(jù)電動(dòng)車的續(xù)行駛里程來決定電池的容量。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和已知條件，我所要設(shè)計(jì)的電動(dòng)車的續(xù)行駛里程為100km，最高車速為30km/h。電機(jī)功率為37KW.。 則電動(dòng)車能夠續(xù)行駛的時(shí)間為： 則電動(dòng)車電池的容量應(yīng)為: 從上面的計(jì)算可知，所選電池的容量至少為2543.75Ah，我選擇的是內(nèi)蒙古赤峰光宇蓄電池有限公司生產(chǎn)的GFM-2600型鉛酸蓄電池，該電池的具體參數(shù)如下： 額定電壓：12V 額定容量：2600Ah 外型

28、尺寸（mm）：長寬高=518357371 總高（mm）：381 重量：192Kg 每個(gè)電池的電壓為24V，電機(jī)的額定電壓為220V，故需要10個(gè)這樣的蓄電池來驅(qū)動(dòng)電機(jī)。 2.3 主減速器的設(shè)計(jì) 本文所設(shè)計(jì)的履帶式觀光車采用電動(dòng)機(jī)后置前輪驅(qū)動(dòng)的方案，將電動(dòng)機(jī)縱置。 采用后置前驅(qū)的特點(diǎn)： 1)前輪驅(qū)動(dòng)越過障礙的能力高； 2)由于采用履帶式結(jié)構(gòu),采用前輪驅(qū)動(dòng)較有利于履帶機(jī)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)彎. 3)主減速器與差速器分別安裝在車輛的兩端,機(jī)構(gòu)緊湊，減小總體尺寸,有利于車輛行駛的平衡。 4)駕駛員與電動(dòng)機(jī)、離合器、變速器的位置較近，操作機(jī)構(gòu)簡單； 5)前輪驅(qū)動(dòng)相對于后輪驅(qū)動(dòng)其前橋軸荷大，有明

29、顯的轉(zhuǎn)向不足； 6)前輪驅(qū)動(dòng)并轉(zhuǎn)向要采用等速萬向節(jié)，其結(jié)構(gòu)和制造工藝復(fù)雜； 7)前橋負(fù)荷較后軸重，并且前輪又是轉(zhuǎn)向輪，故前輪工作條件惡劣，由于采用履帶結(jié)構(gòu)延長了車輛前輪的壽命，旅游觀光電動(dòng)車車身較短，采用電機(jī)后置的結(jié)構(gòu)，使?jié)M載時(shí)重心處于車輛的中部，更好地使整車受力均衡； 主減速器是傳動(dòng)系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數(shù)少的錐齒輪帶動(dòng)齒數(shù)多的錐齒輪。對發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車，由于汽車在各種道路上行使時(shí)，其驅(qū)動(dòng)輪上要求必須具有一定的驅(qū)動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)速，在動(dòng)力向左右驅(qū)動(dòng)輪分流的差速器之前設(shè)置一個(gè)主減速器后，便可使主減速器前面的傳動(dòng)部件如萬向節(jié)等所傳遞的扭矩減小，從而可使其尺寸及質(zhì)量減小、操縱

30、省力。 為了減少外輪廓尺寸，主減速器中采用螺旋錐齒輪。因?yàn)槁菪F齒輪不發(fā)生根切（齒輪加工中產(chǎn)生輪齒根部切薄現(xiàn)象，致使齒輪強(qiáng)度大大降低）的最小齒數(shù)比直齒輪的最小齒數(shù)少，使得螺旋錐齒輪在同樣的傳動(dòng)比下主減速器結(jié)構(gòu)較緊湊。此外，螺旋錐齒輪還具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，汽車上獲得廣泛應(yīng)用。 螺旋錐齒輪傳動(dòng)的主、從動(dòng)齒輪軸線垂直相交于一點(diǎn)，齒輪并不同時(shí)在全長上嚙合，而是逐漸從一端連續(xù)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端。另外，由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩對以上的輪齒同時(shí)捏合，所以它工作平穩(wěn)、能承受較大的負(fù)荷、制造也簡單。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。主動(dòng)錐齒輪和從動(dòng)錐齒輪均

31、采用懸臂式支撐方案。 為了滿足不同的使用要求，主減速器的結(jié)構(gòu)形式也是不同的。按參加減速傳動(dòng)的齒輪副數(shù)目分，有單級式主減速器和雙級式主減速器、雙速主減速器、雙級減速配以輪邊減速器等。雙級式主減速器應(yīng)用于大傳動(dòng)比的中、重型汽車上，若其第二級減速器齒輪有兩副，并分置于兩側(cè)車輪附近，實(shí)際上成為獨(dú)立部件，則稱輪邊減速器。單級式主減速器應(yīng)用于轎車和一般輕、中型載貨汽車。單級主減速器由一對圓錐齒輪組成，具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、成本低、使用簡單等優(yōu)點(diǎn)。所以本設(shè)計(jì)采用單級減速器。 傳動(dòng)比 “格里森”制錐齒輪提供了三種計(jì)算載荷的方法： 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低檔傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的。此方法僅限于汽車載荷

32、的計(jì)算對電動(dòng)汽車不適用，所以不用此方法計(jì)算。 按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩確定 為滿載狀態(tài)下一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋上的靜載荷，； 為汽車最大加速度時(shí)后軸負(fù)載荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，取1.3； 為輪胎與路面間的附著系數(shù)，取0.85； 為傳動(dòng)比； 為主傳動(dòng)效率，取0.97； 按日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 為滿載時(shí)總重量； 為道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，取0.13； 平均爬坡能力系數(shù)，取0.08； 為汽車性能系數(shù)，取0； N為驅(qū)動(dòng)橋數(shù)，n=1； 當(dāng)計(jì)算錐齒輪的最大應(yīng)力時(shí)，計(jì)算轉(zhuǎn)矩 當(dāng)計(jì)算錐齒輪的疲勞壽命時(shí)， 主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 確定主減速器錐齒輪基本參數(shù)： 主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)和

33、 主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)的選取要遵循以下原則： 為了磨合均勻，、之間避免有公約數(shù)； 為了得到理想的齒面重合度和高的齒輪彎曲強(qiáng)度，主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)和應(yīng)不少于40； 為了嚙合平穩(wěn)、噪聲小和具有高的輪齒彎曲強(qiáng)度，對于轎車，一般不少于9；對于貨車一般不是少于6； 當(dāng)主傳動(dòng)比較大時(shí)，盡量使取得少些，以便得到滿意的離地間隙。當(dāng)時(shí)，可取最小值并等于5，但為了嚙合平穩(wěn)并提高疲勞強(qiáng)度常大于5；當(dāng)較小時(shí)，為3.5~5，可取7~12. 對于不同的主傳動(dòng)比，和應(yīng)有適當(dāng)?shù)拇钆鋄3]。 結(jié)合《汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》教材中表6-4、6-5初步選取為10， +=10+67=77>40，合理 確定齒端模數(shù)和從動(dòng)錐齒

34、輪大端分度圓直徑 對于單級減速器，對驅(qū)動(dòng)橋殼尺寸有影響，大將影響橋殼離地間隙，小則影響跨置式主動(dòng)齒輪前段支撐座的安裝空間和差速器的安裝。 可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初選 為從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑，mm; 為直徑系數(shù)，取15； 為從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，， ； 同時(shí)還應(yīng)該滿足 主動(dòng)錐齒輪大端模數(shù) 為了嚙合平穩(wěn)和滿足強(qiáng)度要求可將模數(shù)值取得稍大些， 則， 主、從動(dòng)錐齒輪齒面寬和 錐齒輪齒面過寬并不能增大齒輪的強(qiáng)度和壽命，反而會導(dǎo)致應(yīng)錐齒輪輪齒小端齒溝變窄引起的切削刀頭頂面寬過窄及刀尖圓角過小。這樣不但減小齒根圓角半徑，加大了應(yīng)力集中，還降低了道具使用壽命。此外，在安裝

35、時(shí)有位置偏差或由于制造、熱處理變形等原因，使齒輪工作時(shí)載荷集中于輪齒小端，會引起輪齒小端過早損壞和疲勞損傷。另外，齒面過寬也會引起裝配空間的減小。但是齒面過窄，輪齒表面的耐磨性會降低[4]。 一般地，從動(dòng)錐齒輪齒面寬推薦,但同時(shí)也滿足，綜合考慮??； 一般比大10%，即，圓整為38mm. 中點(diǎn)螺旋角沿齒寬是變化的，輪齒大端螺旋角最大，輪齒小端螺旋角最小，弧齒錐齒輪副中點(diǎn)螺旋角是相等的。 選擇時(shí)，應(yīng)考慮它對齒面重合度、輪齒強(qiáng)度和軸向力大小的影響。越大、也越大，同時(shí)嚙合的齒數(shù)越多，傳動(dòng)就越平穩(wěn)，噪聲越低，而且輪齒的強(qiáng)度越高。初步選定為35 從錐齒輪錐頂看，齒形從中心線上半部向左傾斜為左旋，

36、向右傾斜為右旋。主、從動(dòng)錐齒輪的螺旋方向是相反的。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)時(shí)主動(dòng)齒輪的軸向力離開錐頂方向，這樣可以使主、從動(dòng)齒輪有分離的趨勢，否則會導(dǎo)致齒輪卡死而損壞。當(dāng)電動(dòng)機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)主動(dòng)錐齒輪為左旋，從動(dòng)錐齒輪為右旋。 法向壓力角大一些可以增加輪齒強(qiáng)度，減少齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)。但相對于小尺寸的齒輪，壓力角大易使齒頂變尖及刀尖寬度過小，并使齒輪端面重合度下降。因此，對于輕負(fù)荷工作的齒輪一般采用小壓力角，可使齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低。對于弧齒錐齒輪輕型車輛選用1430′或16，初步選用16。 表3-1“格里森”制螺旋錐齒輪的幾何尺寸 項(xiàng)目 計(jì)算公式 結(jié)果 主動(dòng)錐齒輪齒數(shù) 10

37、 從動(dòng)錐齒輪齒數(shù) 67 傳動(dòng)比 6.7 端面模數(shù) m 3.5 齒面寬 38mm 34mm 工作齒高 5.6mm 全齒高 6.309mm 中點(diǎn)螺旋角 35 法向壓力角 16 軸交角 90 節(jié)圓直徑 35mm 235mm 節(jié)錐角 8.5 81.5 節(jié)錐距 118.4mm 周節(jié) 11mm 齒頂高 4.3mm 1.3mm 齒根高 1.958mm 4.958mm 主減速器錐齒輪的工作條件非常惡劣，具有載荷大、作用時(shí)間長、變化多、有沖擊等特點(diǎn)[6]。其損壞形式

38、主要有輪齒根部彎曲折斷、齒面疲勞點(diǎn)蝕、擦傷和磨損等。是傳動(dòng)系中的薄弱環(huán)節(jié)。所以錐齒輪的材料可以選擇合金材料制造，本文選擇滲碳合金鋼，20GrMnTi.此外，為改善新齒輪的磨合，防止其在運(yùn)行初期出現(xiàn)早期的磨損、擦傷、膠合、或咬死，錐齒輪在熱處理經(jīng)加工后，作厚度為0.005~0.020mm的磷化處理或鍍銅、鍍錫處理。對齒面進(jìn)行噴丸處理，可提高25%的齒輪壽命。 3 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與選擇 3.1 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 由于觀光車電動(dòng)機(jī)后置，電機(jī)的動(dòng)力通過減速機(jī)減速后再經(jīng)過變速器傳遞到汽車底盤傳動(dòng)軸上，由于本文所設(shè)計(jì)的觀光車行駛速度不高，因而可以采用鏈傳動(dòng)方式傳動(dòng)。 根據(jù)最大工作載荷及安全系數(shù)計(jì)算鏈

39、條的破壞載荷，以來選擇鏈條，需滿足，其中： ——破壞載荷（N） ——鏈條最大工作載荷（N） S—安全系數(shù)（按手冊2-8.1-75選?。? 選擇片式關(guān)節(jié)鏈中的傳動(dòng)用短節(jié)距精密滾子鏈，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：由外鏈節(jié)和內(nèi)鏈節(jié)鉸接而成。銷軸和外鏈板、套筒和內(nèi)鏈板為靜配合；銷軸和套筒為動(dòng)配合；磙子空套在套筒上，可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，以減少嚙合時(shí)的摩擦和和磨損，并可以緩和沖擊，故選擇單排短節(jié)距滾子鏈。 根據(jù)鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)GB/T181500—2000，結(jié)合觀光車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)及尺寸，鏈傳動(dòng)自變速箱傳遞功率為37kW，初選小鏈輪齒數(shù)取=38傳動(dòng)比i=1，則大鏈輪齒數(shù) =i=138=38取38 由于電動(dòng)機(jī)運(yùn)行

40、平穩(wěn)，承受中等沖擊，因此查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》選取工況系數(shù)KA=1.3，選用三排滾子鏈傳動(dòng)，其計(jì)算功率為： kW 根據(jù)觀光車的機(jī)構(gòu)，初選中心距a0=720mm，取a0=30p，則鏈節(jié)數(shù)： 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》查得： KZ=1.34 KL=1.09 Kp=1.3 所需傳遞的額定功率為： 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》圖6-7選擇滾子鏈型號為16A，鏈節(jié)距為p=25.4mm， 鏈長： 中心距： >550mm 符合要求； 中心距的調(diào)整量一般應(yīng)大于2p 即： 實(shí)際安裝中心距 鏈速： 工作拉力： 工作平穩(wěn)條件下，取壓軸力系數(shù)KQ=1.2 軸上的壓力： 根據(jù)鏈

41、速及鏈節(jié)距p=25.4mm，選擇油浴或飛濺潤滑方式。 鏈輪齒數(shù) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中鏈輪齒數(shù)； 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊2表14.2-2，配用鏈條的節(jié)距、滾子外徑、排距 配用鏈條的節(jié)距P=25.4mm 分度圓直徑d 鏈輪材料選用45鋼，經(jīng)淬火，回火處理，齒面硬度在40~50HRC之間，應(yīng)用范圍：無劇烈沖擊震動(dòng)和要求而耐磨損的主、從動(dòng)鏈輪，根據(jù)實(shí)際情況選材符合要求。 中等尺寸的鏈輪除表1402-19，表14.2-21所列的整體式結(jié)構(gòu)外，也可做成板式齒圈的焊接結(jié)構(gòu)或裝配結(jié)構(gòu)，輪輻剖面可用橢圓形或十字形，可參考鑄造齒輪結(jié)構(gòu)。 輪轂厚度h h=，式中， 常數(shù)： d <50 50~100 1

42、00~150 >150 k 3.2 4.8 6.4 9.5 輪轂長度 ，，，故 輪轂直徑 ，，見表14.2-11 3.2 差速器的設(shè)計(jì) 差速器[7]是驅(qū)動(dòng)橋上的主要原件。由于車輛在轉(zhuǎn)彎時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓弧，如果車輛向左轉(zhuǎn)彎，圓弧中心點(diǎn)在左側(cè)，在相同的時(shí)間里，右側(cè)車輪走的弧線要比左側(cè)車輪長，為了平衡這個(gè)差異，就要左邊的輪子慢一點(diǎn)，右側(cè)的輪子快一點(diǎn)，用不同的轉(zhuǎn)速彌補(bǔ)距離的差異，所以必須使用差速器。它的作用是就是在向兩邊半軸傳遞動(dòng)力的同時(shí)，允許兩邊半軸以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，滿足兩邊車輪盡可能以純滾動(dòng)的形式作不等距行駛，減少輪胎與地面間的摩擦。 差速器由行星齒輪，行星架（差

43、速器殼），半軸齒輪等零件組成。經(jīng)減速器傳遞的動(dòng)力經(jīng)半軸傳到差速器，直接驅(qū)動(dòng)行星架，再由行星輪帶動(dòng)左、右兩條半軸，分別驅(qū)動(dòng)左、右車輪。 差速器齒輪及半軸齒輪均采用直齒錐齒輪[7]。 行星齒輪數(shù)n,n=2 行星齒輪球面半徑 式中：為行星齒輪球面半徑系數(shù)，??； 初步確定節(jié)錐距 如果取較大的模數(shù)輪齒具有較高的強(qiáng)度但是會加大尺寸，所以要求行星齒輪的齒數(shù)應(yīng)取的少一些，但一般不少于10；半軸齒輪齒數(shù)在14~25之間選取[8]。此外半軸齒輪與行星齒輪齒數(shù)比在1.5~2的范圍內(nèi)。 為了使2個(gè)行星齒輪同時(shí)與2個(gè)半軸齒輪嚙合，2半軸齒輪齒數(shù)和必須能被行星齒輪齒數(shù)整除，否則差速器不能裝配。

44、 初步選定。 行星齒輪和半軸齒輪節(jié)錐角及模數(shù)m =26.6 =63.4 錐齒輪大端端面模數(shù)m為 選取壓力角取2230′，齒高系數(shù)為0.8的齒形 行星齒輪軸直徑與行星齒輪安裝孔直徑相同，行星齒輪在軸上的支撐長度也就是行星齒輪安裝孔的深度[9]。行星齒輪軸直徑d為 為差速器殼傳遞的轉(zhuǎn)矩； N為行星齒輪數(shù)，n=2; 為行星齒輪支撐面中點(diǎn)至錐頂?shù)木嚯x，mm，約為半軸齒齒寬中點(diǎn)處平均直徑的一半，而半軸齒輪齒寬中點(diǎn)處平均直徑約為即， 為支撐面需要擠壓應(yīng)力，取=98MPa； ，圓整為10mm; 行星齒輪在軸上的支撐長度L為 mm。 差速器齒輪與主減速器齒輪一樣，基本上都是

45、用滲碳合金鋼制造，，可用于制造差速器齒輪的材料為20GrMnTi、20CrMnMo、22GrMnMo和20GrMo[10]。 表4-1差速器齒輪幾何尺寸計(jì)算表 項(xiàng)目 計(jì)算公式 結(jié)果 行星齒輪齒數(shù) 15 半軸齒輪齒數(shù) 30 端面模數(shù) m 2 齒面寬 3.2mm 工作齒高 5.6mm 全齒高 4.1mm 法向壓力角 2230′ 軸交角 90 節(jié)圓直徑 30mm 60mm 節(jié)錐角 22.6 63.4 節(jié)錐距 33.4mm 周節(jié) 6.2832mm 齒頂高 2.15mm 1.0

46、5mm 齒根高 1.426mm 2.526mm 徑向間隙 0.9 齒根角 面錐角 根錐角 齒側(cè)間隙 0.05 3.3 半軸的設(shè)計(jì) 半軸根據(jù)其車輪端的支撐方式不同，可分為半浮式、3/4浮式和全浮式[11]。因?yàn)榘敫∈胶?/4浮式的半軸都要承受車輪反力所引起的力和力矩。2座觀光電動(dòng)車采用全浮式半軸，可減少半軸所承受的力和力矩。 半軸主要承受的載荷情況如下： 1、縱向力(驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力)最大時(shí)，最大值為()，側(cè)向力 2、側(cè)向力最大時(shí)，其最大值為(車輛在側(cè)滑)，側(cè)滑時(shí)輪胎與地面的側(cè)向力系數(shù)，沒有縱向力作用

47、 3、車輛通過不平整路面時(shí)，垂向力最大，縱向力和側(cè)向力都為0. 由于車輪受縱向力和側(cè)向力的大小受車輪與地面最大附著力限制，所以兩個(gè)方向力的最大值不會同時(shí)出現(xiàn)[12]。 半軸計(jì)算轉(zhuǎn)矩 桿部直徑d 半軸的桿部直徑應(yīng)小于或等于半軸的花鍵底徑，以便使半軸各部分達(dá)到基本等強(qiáng)度。半軸的破壞形式大多是扭轉(zhuǎn)疲勞損壞，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量增大各過度部分的圓角半徑，尤其是凸緣與桿部，花鍵與桿部的過度部分以減少應(yīng)力集中。此外半軸桿部的強(qiáng)度儲備應(yīng)低于驅(qū)動(dòng)橋其他傳力零件的強(qiáng)度儲備，使半軸起一個(gè)“熔絲”的作用。 半軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 半軸的扭轉(zhuǎn)角度 G為材料的剪切彈性模量，合金鋼G=79.38G

48、Pa; 將d調(diào)整為26mm，此時(shí)=5.6，合理。 3.4 制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 制動(dòng)系統(tǒng)的功用是使汽車以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行駛至停車，在下坡行駛時(shí)保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速，使汽車可靠的停在原地坡道上。制動(dòng)系包括行車制動(dòng)裝置和駐車制動(dòng)裝置[13]。 設(shè)計(jì)制動(dòng)系時(shí)應(yīng)滿足以下要求： 1、足夠的制動(dòng)能力，用一定的制動(dòng)初速度下的制動(dòng)減速度和制動(dòng)距離兩項(xiàng)指標(biāo)評定。我國一般要求制動(dòng)減速度j不小于0.6g()。一般在水平干燥的瀝青、混凝土路面上以初速度30Km/h制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)距離應(yīng)保證對輕型貨車和轎車不大于7m，中型貨車不大于8m，重型貨車不大于12m。 2、工作可靠，行車制動(dòng)至少有兩套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器的管

49、路。其中一套管路失效時(shí)，另一套完整的管路應(yīng)保證汽車制動(dòng)能力不低于沒有失效時(shí)規(guī)定值的30%。 3、用任何速度制動(dòng)時(shí)，汽車都不應(yīng)當(dāng)喪失操作性和方向穩(wěn)定性。 4、防止水和污泥進(jìn)入制動(dòng)器工作表面。 5、要求制動(dòng)系統(tǒng)的熱穩(wěn)定好。 6、操作輕便，并具有良好的隨動(dòng)性。 7、制動(dòng)時(shí)制動(dòng)系產(chǎn)生的噪聲盡可能小，同時(shí)力求減少散發(fā)出對人體有害的石棉纖維等物質(zhì)，以減少公害。 8、作用滯后性應(yīng)盡可能短。作用滯后性是指制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間，以制動(dòng)踏板開始動(dòng)作至達(dá)到給定的制動(dòng)效能所需的時(shí)間來評價(jià)。對于反應(yīng)時(shí)間較長的氣制動(dòng)車輛，要求不得高于0.6s。 9、摩擦襯片應(yīng)有較高的壽命。 10、摩擦副磨損后，應(yīng)有消除因磨損而產(chǎn)

50、生間隙的機(jī)構(gòu)，且調(diào)整間隙工作容易，最好設(shè)置自動(dòng)調(diào)整間隙機(jī)構(gòu)。 11、汽車制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有報(bào)警裝置，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)制動(dòng)系統(tǒng)故障。 制動(dòng)裝置包括制動(dòng)器和制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。行車制動(dòng)是用腳踩下制動(dòng)踏板時(shí)操縱車輪制動(dòng)器，且具有專門的中央制動(dòng)器或利用車輪制動(dòng)器進(jìn)行制動(dòng)[14]。 制動(dòng)器有摩擦式、液力式和電磁式等幾種，本設(shè)計(jì)采用液力式鉗盤式制動(dòng)器。 鉗盤式制動(dòng)器的摩擦力產(chǎn)生于同車輪固定部位相連的部件與一個(gè)或幾個(gè)制動(dòng)盤兩端面之間。其中摩擦材料僅能覆蓋制動(dòng)盤工作表面的一小部分。 鉗盤式制動(dòng)器的固定元件是兩塊帶有摩擦襯片的制動(dòng)塊，制動(dòng)塊裝在制動(dòng)鉗體內(nèi)，制動(dòng)鉗通過螺栓固定在轉(zhuǎn)向節(jié)或橋殼上。兩制動(dòng)塊之間裝有作為旋轉(zhuǎn)

51、元件的制動(dòng)盤。制動(dòng)盤以螺栓固定在輪轂上。制動(dòng)塊的摩擦襯片與制動(dòng)盤接觸面積很小，在盤上所占的中心角一般僅為30~50，稱為點(diǎn)盤式制動(dòng)器。其結(jié)構(gòu)較簡單、質(zhì)量小、散熱性好且借助于制動(dòng)盤的離心力作用易將泥水、污物等甩掉，維修也方便，但因摩擦襯塊的面積較小，制動(dòng)時(shí)其單位壓力很高，摩擦面的溫度較高，對摩擦材料要求較高。 盤式制動(dòng)器又分為固定鉗盤式和浮動(dòng)鉗盤式。固定鉗盤式為制動(dòng)鉗固定在制動(dòng)盤兩側(cè)，且在兩側(cè)均有加壓機(jī)構(gòu)。固定鉗盤式制動(dòng)器有如下優(yōu)點(diǎn)：除活塞和制動(dòng)塊以外無其他滑動(dòng)件，易于保證鉗的剛度；結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般的制動(dòng)輪缸相差不多；容易實(shí)現(xiàn)從鼓式到盤式的改型；能適應(yīng)不同回路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求。但也有缺點(diǎn)：至

52、少有兩個(gè)液壓缸分置于制動(dòng)盤兩側(cè)，因而必須用跨越制動(dòng)盤的內(nèi)部油道或外部油管來連通。這樣一方面使制動(dòng)器的徑向和軸向尺寸加大，增加了在汽車上的布置難度；另一方面增加了受熱機(jī)會，使制動(dòng)液溫度過高而汽化。固定鉗盤式制動(dòng)器兼作駐車制動(dòng)器，必須在主制動(dòng)鉗上另外附裝一套供駐車制動(dòng)用的輔助制動(dòng)鉗。由于這些確定，固定鉗盤式制動(dòng)器很難適應(yīng)現(xiàn)代車輛的要求，所以我們采用浮動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器[15]。 浮動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器僅在制動(dòng)盤一側(cè)設(shè)有加壓機(jī)構(gòu)的制動(dòng)鉗，借助本身的浮動(dòng)，而在制動(dòng)盤的另一側(cè)產(chǎn)生壓緊力。浮動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)如下，僅在盤的內(nèi)側(cè)有液壓缸，故軸向尺寸小，制動(dòng)器能更進(jìn)一步靠近輪轂；沒有跨越制動(dòng)盤的油道或油管，并且液壓

53、缸冷卻條件好，所以制動(dòng)液汽化的可能性小、成本低、浮動(dòng)鉗的制動(dòng)塊可兼作駐車制動(dòng)。 盤式制動(dòng)器主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 1、制動(dòng)盤直徑D 制動(dòng)盤直徑D應(yīng)盡可能取大些，可使制動(dòng)盤有效半徑增加，降低制動(dòng)鉗的夾緊力，減少襯塊的單位壓力和工作溫度[16]。但由于受輪輞的限制，制動(dòng)盤的直徑通常取輪輞直徑的70%~79%。這里取D=120mm. 2、制動(dòng)盤厚度h 制動(dòng)盤厚度h對制動(dòng)盤質(zhì)量和工作時(shí)的溫升有很大的影響。為了減少質(zhì)量，制動(dòng)盤厚度不宜取得太大；為了降低溫度，制動(dòng)盤厚度有不宜取得過小。制動(dòng)盤可以做成實(shí)心的，為了更好的散熱通風(fēng)可以再制動(dòng)盤上鑄出通風(fēng)孔道。綜上所訴，制動(dòng)盤厚度取h=20mm。 3、摩擦襯塊外

54、半徑和內(nèi)半徑 摩擦襯塊外半徑和內(nèi)半徑的比值不大于1.5.若比值偏大，摩擦襯片工作時(shí)襯塊的外緣與內(nèi)側(cè)圓周相差較多，磨損不均勻，接觸面積減少[17]。導(dǎo)致制動(dòng)力矩變大。這里=143mm，=200mm。 4、摩擦襯塊面積A 對于摩擦襯塊面積A的計(jì)算，根據(jù)制動(dòng)塊單位面積占有的汽車質(zhì)量 設(shè)單位面積占有汽車質(zhì)量為， 設(shè)襯塊在制動(dòng)盤上所占的中心角為40 由推出=143mm，=200mm 制動(dòng)系統(tǒng)主要參數(shù)確定： 軸距L=2500mm; 車輪滾動(dòng)半徑 空載時(shí)車總重 滿載時(shí)車總質(zhì)量 空載時(shí)軸荷分配： 前軸負(fù)荷 后軸負(fù)荷 空載時(shí)質(zhì)心位置距前軸1000mm; 滿載時(shí)質(zhì)心位置距前軸130

55、0mm; 地面制動(dòng)力，即地面作用于車輪上的力 制動(dòng)器制動(dòng)力，即在輪胎周緣克服制動(dòng)器摩擦力矩所需的力。的大小取決于制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式、尺寸、摩擦副的摩擦系數(shù)及車輪的有效半徑等因素，并與制動(dòng)踏板的力成正比。 總制動(dòng)器制動(dòng)力與前后軸車輪制動(dòng)器制動(dòng)力和的關(guān)系 制動(dòng)器制動(dòng)力地面制動(dòng)力的方向相反，當(dāng)車輪角速度時(shí)，大小亦相等。 制動(dòng)器制動(dòng)力地面制動(dòng)力達(dá)到車輪與地面間的附著力時(shí)[18]，由于受著附著條件的限制在達(dá)到值后就不再增大，此時(shí)前后車輪均被抱死（車輪角速度）并在地面上滑移。而制動(dòng)器制動(dòng)力由于踏板力的增大使摩擦力矩增大而繼續(xù)上升（見下圖）。 圖6-1地面制動(dòng)力與制動(dòng)器制動(dòng)力的關(guān)系

56、車輪與路面間總的附著力等于前后軸車輪附著力、之和 式中：q為制動(dòng)強(qiáng)度，亦稱比減速度或比制動(dòng)力， 在前后車輪均被抱死時(shí)，。這時(shí)前后軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力、即是理想最大的制動(dòng)力，此時(shí) 當(dāng)汽車各車輪制動(dòng)器的制動(dòng)力足夠時(shí)，根據(jù)汽車前、后軸的軸荷分配，前、后車輪制動(dòng)器制動(dòng)力的分配、道路附著系數(shù)和坡度情況等，制動(dòng)過程可能出現(xiàn)的情況有如下三種[19]： 1) 前輪先抱死拖滑，然后后輪再抱死拖滑； 2) 后輪先抱死拖滑，然后前輪再抱死拖滑； 3) 前、后車輪同時(shí)抱死拖滑。 在以上三種情況中，顯然是前、后輪同時(shí)抱死拖滑時(shí)附著條件利用最好。當(dāng)前后車輪同時(shí)抱死時(shí)，此時(shí)的前后軸車輪

57、的制動(dòng)器制動(dòng)力和是理想的前后輪制動(dòng)器制動(dòng)力，并且是輪胎與地面間附著系數(shù)的函數(shù)。如果汽車前、后制動(dòng)器的制動(dòng)力能按Ⅰ曲線（如下圖）的規(guī)律分配，則能保證汽車在任何附著系數(shù)的路面上制動(dòng)時(shí)，都能使前后車輪制動(dòng)時(shí)前后車輪同時(shí)抱死，對附著條件的利用、制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性較為有利。 大多數(shù)車輛的前后制動(dòng)力之比為一定值，并以前制動(dòng)器制動(dòng)力與汽車總制動(dòng)器制動(dòng)力之比來表示分配比例，稱為汽車制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)[20] 圖中線與Ⅰ曲線交點(diǎn)處的附著系數(shù)為同步附著系數(shù)，它是汽車制動(dòng)性能的一個(gè)重要參數(shù)，由汽車結(jié)構(gòu)決定， 對于前、后制動(dòng)器制動(dòng)力為固定比值的汽車，只有在附著系數(shù)等于同步附著系數(shù)的路面上，前、后車輪制

58、動(dòng)器才會同時(shí)抱死。當(dāng)汽車在不同值的路面制動(dòng)時(shí)有以下情況： 當(dāng)<,線位于Ⅰ曲線下方，制動(dòng)時(shí)前輪先抱死。雖然是一種穩(wěn)定工況當(dāng)時(shí)喪失轉(zhuǎn)向能力； 當(dāng)>,線位于Ⅰ曲線上方，制動(dòng)時(shí)后輪先抱死，這時(shí)容易發(fā)生后軸側(cè)滑使汽車失去方向穩(wěn)定性； 當(dāng)=,制動(dòng)時(shí)前、后車輪同時(shí)抱死，是一種穩(wěn)定工況，但使汽車喪失轉(zhuǎn)向能力。 圖6-2制動(dòng)力載荷分配系數(shù) 本設(shè)計(jì)屬于第二種工況。 汽車制動(dòng)時(shí)汽車總的地面制動(dòng)應(yīng)該等于汽車總質(zhì)量和制動(dòng)減速度的乘積，即 式中：為制動(dòng)減速度；m為汽車質(zhì)量；g為重力加速度；G為汽車質(zhì)量；q為制動(dòng)強(qiáng)度。 附著系數(shù)利用率表示附著條件的利用情況，他的定義為 汽車在不同值的路面制動(dòng)的

59、制動(dòng)強(qiáng)度和附著系數(shù)利用率 汽車在不同值的路面制動(dòng)時(shí)可能有三種情況，其最大的制動(dòng)力不同，所以在這三種情況下制動(dòng)強(qiáng)度q和附著系數(shù)利用率也不同。 當(dāng)時(shí)，可能得到的最大制動(dòng)力取決于前輪剛剛首先抱死的條件，此時(shí)，則總制動(dòng)力、制動(dòng)強(qiáng)度q和附著系數(shù)利用率分別為 當(dāng)時(shí)，可能得到的最大制動(dòng)力取決于后輪剛剛首先抱死的條件，此時(shí)，則總制動(dòng)力、制動(dòng)強(qiáng)度q和附著系數(shù)利用率分別為 本設(shè)計(jì)屬于此種工況則總制動(dòng)力、制動(dòng)強(qiáng)度和附著系數(shù)利用率 當(dāng)時(shí)，前后車輪均被抱死，此時(shí),則總制動(dòng)力、制動(dòng)強(qiáng)度q和附著系數(shù)利用率分別q=，=1此時(shí)附著利用率最高。 為保證汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性和有足夠的附著系數(shù)利

60、用率，《聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會汽車制動(dòng)法規(guī)》規(guī)定，在各種載荷情況下，轎車的制動(dòng)速度在0.15q0.8,其他汽車的制動(dòng)強(qiáng)度在0.15q0.3時(shí),前輪均應(yīng)首先抱死；在車輪均為首先抱死的情況下，0.20.8時(shí)，必須滿足q。 為了保證汽車有良好的制動(dòng)效能和穩(wěn)定性，應(yīng)合理的確定前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)矩，以保證汽車有良好的制動(dòng)效能和穩(wěn)定性。 對于選取較大值的汽車，這類車輛經(jīng)常行駛在良好道路上，車速較高，后輪制動(dòng)抱死失去穩(wěn)定而出現(xiàn)甩尾的危險(xiǎn)性較前一類汽車大得多。因此應(yīng)從保證汽車制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性出發(fā)，來確定各軸的最大制動(dòng)力矩。當(dāng)時(shí)，相應(yīng)的極限制動(dòng)強(qiáng)度q<,故所需的后軸和前軸的最大制動(dòng)力矩為 式中：為該

61、車的所能遇到的最大附著系數(shù)。 制動(dòng)器的主要結(jié)構(gòu)包括制動(dòng)盤、制動(dòng)鉗、制動(dòng)塊等。 制動(dòng)盤一般由摩擦性能良好的珠光體灰鑄鐵制成，為了保證有足夠的強(qiáng)度和耐磨性能，其牌號不低于HT250。用于鉗盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤結(jié)構(gòu)形狀為禮帽形，其圓柱部分長度取決于布置尺寸。為了改善冷卻條件，制動(dòng)盤上可以鑄出圓孔可大大改善散熱條件，增加散熱面積，但是會加大制動(dòng)盤整體厚度，本設(shè)計(jì)制動(dòng)盤厚度為20mm。制動(dòng)盤工作面的加工精度應(yīng)達(dá)到以下要求：平面度允差為0.012mm，表面粗糙度為，兩摩擦表面的平行度不應(yīng)大于0.05mm，制動(dòng)盤端面圓跳動(dòng)不應(yīng)大于0.03mm。 制動(dòng)鉗可由可鍛鑄鐵或球墨鑄鐵制造，也可用輕合金制造，可做成

62、整體的也可做成兩半由螺栓連接。本設(shè)計(jì)采用后一種方式制造。其外緣留有缺口，以便不用拆下制動(dòng)鉗便可檢查或更換制動(dòng)塊。制動(dòng)鉗體應(yīng)有高的強(qiáng)度和剛度。一般多在前提中加工出制動(dòng)油缸，也有將單獨(dú)制造的油缸嵌入鉗體中。本設(shè)計(jì)采用后一種方式。活塞由鑄造合金或鋼制造。為了提高耐磨性能，活塞的工作表面進(jìn)行鍍鉻處理。此外，制動(dòng)鉗體的安裝位置可以在車軸之后或之前。制動(dòng)鉗位于車軸之后能使制動(dòng)時(shí)輪轂軸承的合成載荷??；制動(dòng)鉗位于軸前可避免輪胎向前內(nèi)甩濺泥污。本設(shè)計(jì)采用安裝位置為軸前。 制動(dòng)塊又背板和摩擦襯塊構(gòu)成，兩者直接壓嵌或鉚接在一起。襯塊多為扇形面，也有矩形或正方形或長圓形的?；钊麘?yīng)盡可能多的壓住制動(dòng)塊，以免襯塊發(fā)生卷

63、角而引起尖叫聲。由于單位壓力和工作溫度等高等原因，摩擦襯塊的磨損較快，因此其厚度較大。  總結(jié) 通過三個(gè)月的努力，我完成了2座觀光電動(dòng)車的設(shè)計(jì)。其主要內(nèi)容包括電動(dòng)機(jī)的選擇、減速器、差速器和制動(dòng)器的設(shè)計(jì)。采用固定速比的減速器，可減少機(jī)械傳動(dòng)裝置的質(zhì)量，縮小其體積。由電動(dòng)機(jī)，固定速比減速器和差速器組成電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。其能量傳遞順序?yàn)椋盒铍姵亍β兽D(zhuǎn)換器—電動(dòng)機(jī)—離合器—減速器—萬向節(jié)—差速器—半軸—車輪。 汽車已成為當(dāng)今人類社會不可缺少的工具，是城市居民日常生活的一部分，他可以拉動(dòng)3.27倍的相關(guān)產(chǎn)業(yè)和解決10%左右的社會總勞動(dòng)力的就業(yè)之一。汽車與人民的緊密度越來越緊，他對人類社會進(jìn)步

64、產(chǎn)生著巨大的推動(dòng)作用，世界上汽車保有量也與日俱增。但是汽車的飛速發(fā)展和數(shù)量的日益增多給人類帶來了麻煩，尤其是影響人類可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境污染的問題和出現(xiàn)能源短缺問題。所以電動(dòng)車的發(fā)展是必要的。 由于旅游觀光車車身較長，坐上乘客后整體質(zhì)量分布均勻，為了便于乘客上下車，應(yīng)盡量將底盤降低，也能夠使車運(yùn)行時(shí)更平穩(wěn)，所以采用發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)（FF），使前輪兼有轉(zhuǎn)向和驅(qū)動(dòng)兩種功能，前置前驅(qū)會使整車質(zhì)量重心向前移，能夠有效抵制乘客坐入車后的重心后移現(xiàn)象，也就保證了車輛在較高速度行駛和轉(zhuǎn)彎過程中的安全性。雖然前輪前驅(qū)會加劇輪胎的磨損，但綜合旅游觀光車的需求來看，由于省去了傳動(dòng)軸更有效地降低了底盤的高度，以及結(jié)

65、構(gòu)緊湊為后部省下了更多的空間。也會使車輛的操縱穩(wěn)定性提高。但是在車輛上坡時(shí)會使重心后移前輪附著力變小易打滑。下坡時(shí)前輪負(fù)荷過大易翻車，但是旅游觀光車多應(yīng)用在公園，步行街等道路平坦的場所，所以前輪前驅(qū)的這些缺點(diǎn)不會影響電動(dòng)車的運(yùn)行。  致謝 經(jīng)過三個(gè)月的努力，在指導(dǎo)老師的辛勤指導(dǎo)和同學(xué)們的熱心幫助下我完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)及畢業(yè)論文，在此期間我學(xué)到了很多東西。在此特別感謝知道老師朱永剛老師和暢靜文老師的辛勤指導(dǎo)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我一個(gè)鍛煉自己的平臺，在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的同時(shí)我學(xué)會了獨(dú)立思考，考慮問題要全面；學(xué)會了運(yùn)用圖書館和網(wǎng)絡(luò)搜集資料。當(dāng)然畢業(yè)設(shè)計(jì)也是一次實(shí)踐，將所學(xué)理論知識應(yīng)用于實(shí)踐，學(xué)至于用

66、。書本上的一些理論知識只有通過實(shí)踐才能更好的取理解和掌握。 畢業(yè)設(shè)計(jì)基本上綜合了大學(xué)所學(xué)的所有課程，特別是一些基礎(chǔ)理論知識。我的課程題目是旅游觀光電動(dòng)車的設(shè)計(jì)，里面包含了減速器的設(shè)計(jì)，其中包括齒輪設(shè)計(jì)和校核、軸的設(shè)計(jì)和校核、軸承的選取和壽命計(jì)算；差速器設(shè)計(jì)包含了差速原理及輪系的計(jì)算，既有直齒錐齒輪的設(shè)計(jì)又有弧齒錐齒輪的設(shè)計(jì)，填補(bǔ)了大學(xué)對主齒輪知識的空缺；電動(dòng)機(jī)的選擇包含了受力分析、力矩計(jì)算、及電動(dòng)機(jī)類型及應(yīng)用范圍；制動(dòng)系統(tǒng)包含了液壓控制的知識，及其簡單缸體的工作原理及設(shè)計(jì)，制動(dòng)踏板是一個(gè)典型的機(jī)構(gòu)，制動(dòng)踏板的設(shè)計(jì)涵蓋了機(jī)械原理中機(jī)構(gòu)的大部分知識。除此之外，設(shè)計(jì)過程中需要計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，和電子文稿，提高了自己運(yùn)用計(jì)算機(jī)的能力和動(dòng)手能力。通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)我成長了很多。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成離不開指導(dǎo)老師的辛勤指導(dǎo)和同學(xué)們的熱心幫助。當(dāng)我們設(shè)計(jì)過程中遇到問題時(shí)，指導(dǎo)老師會放下手里的工作第一時(shí)間為我們輔導(dǎo)，當(dāng)我們遇到困難時(shí)及時(shí)幫我們解決，當(dāng)我們需要時(shí)幫我們搜集資料，無怨無悔。在此在此感謝指導(dǎo)老師的熱心幫助。  參考文獻(xiàn) [1]鄒國棠.《