高尔夫球场专用电瓶车结构及外观设计.doc

高尔夫球场专用电瓶车结构及外观设计【摘要】本文是关于高尔夫球场专用电瓶车的总体设计。首先是对大量电动汽车资料的查阅，然后从电机的选择，电池的选择着手，根据题目的要求，进行一系列的计算最后得出满足行驶要求的电机和电池。在选好电机和电池后，和设计燃油汽车的底盘一样，并同时综合电动汽车的结构特点，对汽车的传动系统，行驶系统，转向系统，制动系统进行一一分析和设计。为电动汽车设计底盘的过程中，要特别注意电动汽车与燃油汽车不同的地方。在我所设计的这辆低速的电动车上，它的传动系很简单，没有传统的离合器和变速器，通过简单万向传动系统使电机和主减速器相互连接，这样使得整个底盘的空间大大增加，整个底盘的布置也可以变的更加自由了。最后在这些的基础上，利用计算所得数据，对汽车进行总布置设计。【关键词】高尔夫球场专用电瓶车，电瓶车设计，底盘设计Golf special battery car structure and designAbstract：This article writes an two tourism electric automobile design. First is to the massive electric automobile material consult, then from the electrical machinery choice, the battery choice begins, according to the topic request, carries on a series of computations finally to obtain satisfies the travel request the electrical machinery and the battery. After chooses the electrical machinery and the battery, is same with the design fuel oil automobile chassis, and simultaneously synthesizes the electric automobile the unique feature, to the automobile transmission system, the travel system, the steering system, the braking system carries on 11 analyses and the design. Designs the chassis in this for the electric automobile in the process, must pay attention to the electric automobile and the fuel oil automobile different place specially. Designs in me on this low speed tourism electric automobile, its power transmission is very simple, does not have the traditional coupling and the transmission gearbox, A simple universal motor and main gear box drive system to interconnect, like this causes the entire chassis the spatial big increase, the entire chassis arrangement also might change is more free. Finally in these foundations, the use computed information, carries on to the automobile always arranges the design.Key words：Golf special battery ca,battery car design,Chassis design1 绪论1.1 选题的目的及依据都市生活的喧嚣吵闹会给人们生活以无形的压力，来往的车辆，拥挤的人群，快节奏的生活方式，于是人们都在寻求着自己的解压方式，时尚青年会去ktv去释放满腔的愤怒，个性白领在安静的酒吧品着红酒听着沁人心脾的音乐，品味着工作的心酸，而社会高层们无论是商务会谈还是娱乐休闲大多会去选择这项室外体育运动高尔夫。打高尔夫球是一项具有特殊魅力的运动。它是人们在天然优雅的自然的绿色环境中，锻炼身体，陶冶情操，提高技巧的活动。率先涉及打高尔夫球的是苏格兰北海岸的士兵，后来逐渐引起宫庭贵族和民间青年的浓厚兴趣，最终成为苏格兰的一项传统项目。而后传入英格兰。十九世纪末传到美洲、澳洲及南非，二十世纪传到亚洲。由于打高尔夫球最早在宫庭贵族中盛行，加之高尔夫球场地设备昂贵，故有“贵族运动”之称。高尔夫球运动特点之一就是场地宽广，也正是因此应该这样的代步工具应运而生高尔夫练球车，高尔夫练球车也称为电动高尔夫球车是专为高尔夫球场设计开发的环保型乘用车辆。整车性能卓越、外观设计新颖、乘坐舒适，迎着微风驰骋在广阔的绿草地上，高尔夫运动更加丰富多彩，而它还有个特点，就是并不是仅仅在高尔夫球场使用，也可在度假村、别墅区、花园式酒店、旅游景区等处使用。因此针对高消费的上流社会，高尔夫练球车的研发设计就更为重要。1.2 目前存在的问题1.2.1续驶里程有限问题：目前市场上使用的电动汽车一次充电后的续驶里程一般为100-300 km，并且这个数字通常还需要保持适当的行驶速度及具有良好的电池调节系统才能得到保证，而绝大多数电动汽车在一般行驶环境下的续驶里程只有50100 km。比起传统燃油汽车而言电动汽车的较短续驶里程成为其致命的弱点。1.2.2蓄电池使用寿命问题：普通蓄电池充放电次数仅为300400次，即使性能良好的蓄电池充放电次数也不过700900次，按每年充放电200次计算，一个蓄电池的寿命最多为4年，与燃油汽车的寿命相比太短。另外，不同类型的电池在性能方面都有各自的优势和不足，例如，铅酸电池成本低，原材料丰富且易于回收，但续驶里程短、加速动力差且寿命短。镍镉电池加速动力足、寿命较长但其成本高、可回收性差。钠硫电池的比能量较高，能够提供较长的续驶里程。但它要求的工作环境较苛刻且其沽性物质具有强腐化性并易爆炸。就整体来看成熟电池的寿命都相对较短。除满足规范所规定的基本照，明要求外，住宅小区地下停车库局部的照明可作适当的调整以满足特殊的需要(主车道上方)，适当的照明布置可以起到引导作用，因此在设计上应重视这一因素。1.2.3蓄电池使用寿命问题：现有电动汽车所使用的电池都不能在储存足够能量的前提下保持合理的尺寸和质量。如果电动汽车自身装备质量大就会影响加速性能和最大车速的提高。例如，现有电动汽车电池的外体积一般要达到550 L当把这么大体积的电池用于家庭轿车上时，就必然要挤占轿车的行李厢空间。1.2.4电动汽车价格昂贵：主要是电池技术复杂，成本太高，另外也由于采用一系列新材料、新技术，致使电动汽车的造价居高不下。电动汽车蓄电池的价格约为100美元kW·h，甚至有的高达350美元kW·h，成本太高，用户难以承受。1.2.5间接污染严重：电动汽车本身虽无排放污染，但其间接污染也是不容忽视的。如铅酸电池中的铅，从开采、冶炼到生产的排污，都会对环境造成污染。再如所用电能，相当大一部分来自火力发电，煤炭燃料也会造成大气污染。1.3 设计的主要内容1.3.1设计要求以及总体构想：额定乘员(人)2人外形尺寸234×1200×1810mm续驶里程(满载)60km最大行驶速度20-30km/h最大爬坡度20°最小转弯半径3m尺寸参数项目基本类型产品规格ZC型两座产品类型高尔夫球场专用总长(单位：mm)2340总宽(单位：mm)1200总高(单位：mm)1810轴距(单位：mm)1670前轮距(单位：mm)1070后轮距(单位：mm)1070质量整车装备质量(单位： kg)780满载总质量(单位：kg)1300载客数(含驾驶员)(单位：人)2性能参数最高车速(满载)(单位：km/h)25最大爬坡度(满载)(单位：%)20驻车能力(满载)(单位：%)20最高车速制动距离(单位：m)4充电续驶里程(单位：km)602 设计内容计算及理论依据2.1 电机的选择：高密度、高效率、宽调速的车辆牵引电机及其控制系统既是电动汽车的心脏又是电动汽车研制的关键技术之一，已被列为863电动汽车重大专项的共性关键技术课题。20世纪80年代前，几乎所有的车辆牵引电机均为直流电机，这是因为直流牵引电机具有起步加速牵引力大，控制系统较简单等优点。直流电机的缺点是有机械换向器，当在高速大负载下运行时，换向器表面会产生火花，所以电机的运转不能太高。由于直流电机的换向器需保养，又不适合高速运转，除小型车外，目前一般已不采用。近十年来，主要发展交流异步电机和无刷永磁电机系统。与原有的直流牵引电机系统相比，具有明显优势，其突出优点是体积小，质量轻（其比质量为0.5-1.0kg/Kw）、效率高、基本免维护、调速范围广。2.1.1异步电机驱动系统：异步电机其特点是结构简单、坚固耐用、成本低廉、运行可靠，低转矩脉动，低噪声，不需要位置传感器，转速极限高。 异步电机矢量控制调速技术比较成熟，使得异步电机驱动系统具有明显的优势，因此被较早应用于电动汽车的驱动系统，目前仍然是电动汽车驱动系统的主流产品（尤其在美国），但已被其它新型无刷永磁牵引电机驱动系统逐步取代。最大缺点是驱动电路复杂，成本高；相对永磁电机而言，异步电机效率和功率密度偏低。2.1.2无刷永磁同步电机驱动系统：无刷永磁同步电机可采用圆柱形径向磁场结构或盘式轴向磁场结构，由于具有较高的功率密度和效率以及宽广的调速范围，发展前景十分广阔，在电动车辆牵引电机中是强有力的竞争者，已在国内外多种电动车辆中获得应用。 内置式永磁同步电机也称为混合式永磁磁阻电机。该电机在永磁转矩的基础上迭加了磁阻转矩，磁阻转矩的存在有助于提高电机的过载能力和功率密度，而且易于弱磁调速，扩大恒功率范围运行。内置式永磁同步电机驱动系统的设计理论正在不断完善和继续深入，该机结构灵活，设计自由度大，有望得到高性能，适合用作电动汽车高效、高密度、宽调速牵引驱动。 表面凸出式永磁同步电机也称为永磁转矩电机，相对内置式永磁同步电机而言，其弱磁调速范围小，功率密度低。该结构电机动态响应快，并可望得到低转矩脉动，适合用作汽车的电子伺服驱动，如汽车电子动力方向盘的伺服电机。 无位置传感器永磁同步电机驱动系统也是当前永磁同步电机驱动系统研究的一个热点，将成为永磁同步电机驱动系统的发展趋势之一，具有潜在的竞争优势。永磁同步电机驱动系统低速时常采用矢量控制，高速时用弱磁控制。2.1.3电机的选择：要选择合适的电机，首先要知道电动车所需要的功率。电机的功率计算所需的公式(1)，汽车的总重量是估算的，下面进行验证。 (1)：机械效率（一般取0.92）：汽车总重（N）：良好路面上汽车行驶阻力系数（0.015）：汽车车速（Km/h）：空气阻力系数（这里取0.5）：汽车迎风面积电动汽车总重量，估算总质量为1300kg，即12740N最高车速为设计要求的25km/h迎风面积A=车宽车高其中车宽为1200mm车高为1810mm则A=12001810=2172000=2.17带入上述数据由（1）计算得：=1.70KW从这可以知道电机的功率至少为1.70KW，但是所选择的电机功率肯定要大一些所选用的是无刷永磁同步电机，选择的电机的一些参数如下：型号：ZY-CD-2.5 额定功率2.5kW峰值功率4.5kW额定电压48V额定电流60A最大转矩150Nm额定转速1100r/min最高转速2000r/min绝缘等级F防护等级IP54冷却方式自然风冷重 量50kg2.2 电池的选择根据设计要求和已知条件，电动车的续行驶里程为60km，最高车速为25km/h。电机功率为2.5KW.，则电动车能够续行驶的时间为：电动车电池的容量应为:从上面的计算可知，所选电池的容量至少为125Ah，现选择的是200Ah的铅酸蓄电池，该电池的具体参数如下：额定电压：24V额定容量：200Ah外型尺寸（mm）：长×宽×高=520×240 ×220总高（mm）：255重量：73Kg每个电池的电压为24V，电机的额定电压为48V，故需要2个这样的蓄电池来驱动电机。2.3 万向传动轴选择万向传动轴由万向节和传动轴组成，有时还加装中间支承。它主要用来在工作过程中相对位置不断改变的两根轴间传递转矩和旋转运动。为了保证动力在范围内变动时，能可靠地传递动力，传动的损失率最低，布置方案更加的合理，所以本次设计在转向传递和电机与驱动轴之间的动力传输应用到万向传动轴。万向节按扭转方向是否有明显的弹性，可分为刚性万向节和挠性万向节。刚性万向节是靠零件的铰链式连接传递动力的，可分成不等速万向节(如十字轴式)、准等速万向节(如双联式、凸块式、三销轴式等)和等速万向节(如球叉式、球笼式等)。挠性万向节是靠弹性零件传递动力的，具有缓冲减振作用。 不等速万向节是指万向节连接的两轴夹角大于零时，输出轴和输入轴之间以变化的瞬时角速度比传递运动，但平均角速度比为1的万向节。准等速万向节是指在设计角度下工作时以等于1的瞬时角速度比传递运动，而在其它角度下工作时瞬时角速度比近似等于1的万向节。输出轴和输入轴以等于1的瞬时角速度比传递运动的万向节，称之为等速万向节。由于车底盘后驱动桥弹性悬架的变形，因此电动机与驱动桥输入轴的轴线相对位置经常变化，所以采用不等速万向传动轴即十字轴万向传动轴。十字轴万向轴包括十字轴万向节和传动轴组成，典型的十字轴万向节主要由主动叉、从动叉、十字轴、滚针轴承及其轴向定位件和橡胶密封件等组成。十字轴万向节结构简单，强度高，耐久性好，传动效率高，生产成本低。它的高性价比非常适合出现在我的设计里。2.4 传动系布置和驱动桥的选择2.4.1传动系布置分类：发动机后置后轮驱动 ：对于发动机后置后轮驱动轿车，电动机、主减速器布置成一体，使结构紧凑以外，还有下述优点：因为电动机后置，车前部高度有条件降低，改善了驾驶员视野；整车装备质量小；传动轴占空间较小，故厢内地板比较平整，只需用较低的凸包高度来容纳操纵机构的件和加强地板刚度，乘客座椅能够布置在舒适区内；在坡道上行驶时，由于驱动轮上附着力增加，爬坡能力提高；电动机布置在轴距外时，车轴距短，机动性能好。 主要缺点：后桥负荷重，使汽车具有过多转向的倾向；前轮附着力小，高速行驶时转向不稳定，影响操纵稳定性。2.4.2驱动桥选择：驱动桥处于动力传动系的末端，其基本功能是增大由传动轴或变速器传来的转矩,并将动力合理地分配给驱动轮，另外还承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力力和横向力。驱动桥一般由主减速器、差速器、车轮传动装置和驱动桥壳等组成。车桥(也称车轴)通过悬架和车架(或承载式车身)相连，两端安装汽车车轮。其功能是传递车架(或承载式车身)与车轮之间各方向作用力。本设计的电动车，前轮和后轮均采用非独立式悬架，后轴采用的是钢板弹簧的非独立悬架，故选用的后桥是整体式的。但为了保证汽车有良好的操纵性，前轴是采用麦弗逊式悬架，前桥为转向桥，后桥为驱动桥。2.4.3主减速器的选择：2.4.3.1主减速器结构分析 ：主减速器的结构形式主要是根据齿轮类型、减速器形式不同而不同。主减速器的齿轮主要有螺旋锥齿轮、双曲面齿轮、圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式。图2-1 主减速齿轮传动形式a)螺旋锥齿轮传动b)双曲面齿轮传动c)圆柱齿轮传动d)蜗杆传动本次设计选择螺旋锥齿轮传动，螺旋锥齿轮传动(图2-1a)的主、从动齿轮轴线垂直相交于一点，齿轮并不同时在全长上啮合，而是逐渐从一端连续平稳地转向另一端。另外，由于轮齿端面重叠的影响，至少有两对以上的轮齿同时啮合，所以它工作平稳、能承受较大的负荷、制造也简单。但是在工作中噪声大，对啮合精度很敏感，齿轮副锥顶稍有不吻合便会使工作条件急剧变坏，并伴随磨损增大和噪声增大。为保证齿轮副的正确啮合，必须将支承轴承预紧，提高支承刚度，增大壳体。2.4.3.2减速器的减速形式：主减速器的减速形式可分为单级减速、双级减速、双速减速、单双级贯通、单双级减速配以轮边减速等。因本次设计电动车结构相对简单，所以减速器选用单级主减速器。单级主减速器可由一对圆锥齿轮、一对圆柱齿轮或由蜗轮蜗杆组成，具有结构简单、质量小、成本低、使用简单等优点。但是其主传动比扎不能太大，一般io7，进一步提高io将增大从动齿轮直径，从而减小离地间隙，且使从动齿轮热处理困难。图2-2 单级主减速器 万向节 轴 主动齿轮 半轴 从动齿轮 差速器 驱动桥壳2.4.3.3主减速器主、从动锥齿轮支承方案：主动锥齿轮的支承形式可分为悬臂式支承和跨置式支承两种，本次设计采用悬臂式。 图2-3 主减速齿轮的支撑形式a)主动锥齿轮悬臂式b)主动锥齿轮跨置式 c）从动锥齿轮悬臂式支承结构（图2-3a）的特点是在锥齿轮大端一侧采用较长的轴颈，其上安装两个圆锥滚子轴承。为了减小悬臂长度a和增加两支承间的距离凸b，以改善支承刚度，应使两轴承圆锥滚子的大端朝外，使作用在齿轮上离开锥顶的轴向力由靠近齿轮的轴承承受，而反向轴向力则由另一轴承承受。为了尽可能地增加支承刚度，支承距离b应大于2.5倍的悬臂长度a，且应比齿轮节圆直径的70还大，另外靠近齿轮的轴径应不小于尺寸a。为了方便拆装，应使靠近齿轮的轴承 的轴径比另一轴承的支承轴径大些。靠近齿轮的支承轴承有时也采用圆柱滚子，这时另一轴承必须采用能承受双向轴向力的双列圆锥滚子轴承。支承刚度除了与轴承形式、轴径大小、支承间距离和悬臂长度有关以外，还与轴承与轴及轴承与座孔之间的配合紧度有关。确定主减速比：主减速比、驱动桥的离地间隙和计算载荷，是主减速器设计的原始数据，应在汽车总体设计时就确定。主减边比的大小，对主减速器的结构型式、轮廓尺寸及重量影响很大。主减速比的选择，应在汽车的总体设计时和传动系的总速比(包括变速器、分动器或加力器、驱动桥等传动装置的速比)一起，由汽车的整车动力计算来确定。正如传动系的总速比及其变化范围（）为设计传动系总成部分的重要依据一样，驱动桥的主减速比i。是主减速器的设计依据，是设计主减速器时的原始参数，值应该下式来确定：=0.377 式中：车轮的滚动半径(m)；最大功率时的发动机转速(r/min)；最高车速(km/h)；变速器最高档速比，通常为1由此可得，主减速器传动比：=0.377×=4.14单级主减速器结构简单、质量小、尺寸紧凑、制造成本低。广泛的应用于主减速器传动比7的汽车上。本车的主减速器比=4.14，因此，本车采用单级主减速器，减速齿轮采用螺旋锥齿轮，它具有齿轮强度高，工作更平稳，增大从动齿轮直径，从而减小离地间隙。2.5 转向系统选择2.5.1转向系转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。 机械转向系依靠驾驶员的手力转动转向盘，经转向器和转向传动机构使转向轮偏转。有些汽车还装有防伤机构和转向减振器。采用动力转向的汽车还装有动力系统，并借助此系统来减轻驾驶员的手力。机械式转向器应用比较多，根据它们的结构特点不同，可分为齿轮齿条式转向器、循环球式转向器、蜗杆滚轮式转向器和蜗杆指销式转向器等。2.5.2齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器由与转向轴做成一体的转向齿轮和常与转向横拉杆做成一体的齿条组成。与其它形式转向器比较，齿轮齿条式转向器最主要的优点是：结构简单、紧凑；壳体采用铝合金或镁合金压铸而成，转向器的质量比较小；传动效率高达90；齿轮与齿条之间因磨损出现间隙后，利用装在齿条背部、靠近主动小齿轮处的压紧力可以调节的弹簧，可自动消除齿间间隙，这不仅可以提高转向系统的刚度，还可以防止工作时产生冲击和噪声；转向器占用的体积小；没有转向摇臂和直拉杆，所以转向轮转角可以增大；制造成本低。图2-4 齿轮齿条转向器的四种形式根据输入齿轮位置和输出特点不同，齿轮齿条式转向器有四种形式：中间输入，两端输出(图2-4a)；侧面输入，两端输出(图2-4b)；侧面输入，中间输出(图2-4c)；侧面输入，一端输出(图2-4d)。图 2-5 拉杆与齿条的联接采用侧面输入、中间输出方案时，由(图2-5)可见，与齿条固连的左、右拉杆延伸到接近汽车纵向对称平面附近。由于拉杆长度增加，车轮上、下跳动时拉杆摆角减小，有利于减少车轮上、下跳动时转向系与悬架系的运动干涉。拉杆与齿条用螺栓固定联接，因此，两拉杆与齿条同时向左或右移动，为此在转向器壳体上开有轴向方向的长槽，从而降低了它的强度。 采用两端输出方案时，由于转向拉杆长度受到限制，容易与悬架系统导向机构产生运动干涉。 侧面输入、一端输出的齿轮齿条式转向器，常用在乎头微型货车上。如果齿轮齿条式转向器采用直齿圆柱齿轮与直齿齿条啮合，则运转平稳性降低，冲击大，工作噪声增加。此外，齿轮轴线与齿条轴线之间的夹角只能是直角，为此因与总体布置不适应而遭淘汰。采用斜齿圆柱齿轮与斜齿齿条啮合的齿轮齿条式转向器，重合度增加，运转平稳，冲击与工作噪声均下降，而且齿轮轴线与齿条轴线之间的夹角易于满足总体设计的要求。 我设计的是电动车，是结构比较简单的微型车，前悬架是麦弗逊式悬架，鉴于上面所叙说的齿轮齿条式转向器的特点，所以我选择的是侧面输入、中间输出式齿轮齿条式转向器。(图2-6)是齿轮齿条式转向器的几种转向输出方式，根据设计的电动车的机构以及车架和前悬架的特点，选择图c 的转向输出方式。图2-6 输出方式2.6 制动系统的选择2.6.1制动系统分析制动系的功用是使车以适当的减速度降速行驶直至停车，在下坡行驶时使车保持适当的稳定车速，使车可靠地停在原地或坡道上。制动系至少有行车制动装置和驻车制动装置。前者用来保证第一项功能和在不长的坡道上行驶时保证第二项功能，而后者则用来保证第三项功能。 除此之外，有些车还设有应急制动和辅助制动装置。应急制动装置利用机械力源(如强力压缩弹簧)进行制动。在某些采用动力制动或伺服制动的汽车上，一旦发生蓄压装置压力过低等故障时，可用应急制动装置实现汽车制动。同时，在人力控制下它还能兼作驻车制动用。辅助制动装置可实现汽车下长坡时持续地减速或保持稳定的车速，并减轻或者解除行车制动装置的负荷。行车制动装置和驻车制动装置，都由制动器和制动驱动机构两部分组成。汽车制动器有两种形式，鼓式制动器和盘式制动器。2.6.2鼓式制动器鼓式制动器是最早形式的汽车制动器，当盘式制动器还没有出现前，它已经广泛用于各类汽车上。但由于结构问题使它在制动过程中散热性能差和排水性能差，容易导致制动效率下降，因此在近三十年中，在轿车领域上已经逐步退出让位给盘式制动器。但由于成本比较低，仍然在一些经济类轿车中使用，主要用于制动负荷比较小的后轮和驻车制动。典型的鼓式制动器主要由底板、制动鼓、制动蹄、轮缸（制动分泵）、回位弹簧、定位销等零部件组成。底板安装在车轴的固定位置上，它是固定不动的，上面装有制动蹄、轮缸、回位弹簧、定位销，承受制动时的旋转扭力。每一个鼓有一对制动蹄，制动蹄上有摩擦衬片。制动鼓则是安装在轮毂上，是随车轮一起旋转的部件，它是由一定份量的铸铁做成，形状似园鼓状。当制动时，轮缸活塞推动制动蹄压迫制动鼓，制动鼓受到摩擦减速，迫使车轮停止转动。2.6.3盘式制动器按摩擦副中固定元件的结构不同，盘式制动器分为钳盘式和全盘式两类。 钳盘式制动器的固定摩擦元件是制动块，装在与车轴连接且不能绕车轴轴线旋转的制动钳中。制动衬块与制动盘接触面很小，在盘上所占的中心角一般仅3050，故这种盘式制动器又称为点盘式制动器。 钳盘式制动器按制动钳的结构不同，有以下几种。 2.6.3.1 固定钳式 ：如图3-11a所示，制动钳固定不动，制动盘两侧均有液压缸。制动时仅两侧液压缸中的制动块向盘面移动。这种形式也称为对置活塞式或浮动活塞式。 2.6.3.2浮动钳式 ：2.6.3.2.1滑动钳式 如图3-11b所示，制动钳可以相对于制动盘做轴向滑动，其中只在制动盘的内侧置有液压缸，外侧的制动块固装在钳体上。制动时活塞在液压作用下使活动制动块压靠到制动盘，而反作用力则推动制动钳体连同固定制动块压向制动盘的另一侧，直到两制动块受力均等为止。 2.6.3.2. 2摆动钳式 如图(2-7c)所示，它也是单侧液压缸结构，制动钳体与固定于车轴上的支座铰接。为实现制动，钳体不是滑动而是在与制动盘垂直的平面内摆动。显然，制动块不可能全面均匀地磨损。为此，有必要将衬块预先做成楔形(摩擦面对背面的倾斜角为6°左右)。在使用过程中，衬块逐渐磨损到各处残存厚度均匀(一般为1mm左右)后即应更换。图2-7 钳盘式制动器示意图固定钳式的优点有：除活塞和制动块以外无其它滑动件，易于保证钳的刚度；结构及制造工艺与一般的制动轮缸相差不多；容易实现从鼓式到盘式的改型；很能适应不同回路驱动系统的要求(可采用三液压缸或四液压缸结构)。 固定钳式的缺点有：至少有两个液压缸分置于制动盘两侧，因而必须用跨越制动盘的内部油道或外部油管来连通，这一方面使制动器的径向和轴向尺寸增大，增加了在汽车上的布置难度，另一方面增加了受热机会，使制动液温度过高而汽化；固定钳式制动器要兼作驻车制动器，必须在主制动钳上另外附装一套供驻车制动用的辅助制动钳，或是采用盘鼓结合式制动器。辅助制动钳结构比较简单、摩擦衬块面积小。盘鼓结合式制动器中，鼓式制动器直径尺寸较小，常采用双向增力式鼓式制动器。与辅助制动钳式比较，它能产生可靠的驻车制动力矩。 浮动钳式制动器的优点有：仅在盘的内侧有液压缸，故轴向尺寸小，制动器能更进一步靠近轮毂；没有跨越制动盘的油道或油管，加之液压缸冷却条件好，所以制动液汽化可能性小；成本低；浮动钳的制动块可兼用于驻车制动。 制动钳的安装位置可以在车轴之前或之后。制动钳位于轴前，则可避免轮胎向钳内甩溅泥污。盘式制动器在液力助力下制动力大且稳定， 在各种路面都有良好的制动表现，其制动效能远高于鼓式制动器，而且空气直接通过盘式制动盘，故盘式制动器的散热性很好。我所合计的电动观光车是一辆低速的电动车，行驶路况较好，前后轮均采用浮动钳式盘式制动器。2.6.4驻车制动器选择驻车制动器可以使车可靠地停在原地或坡道上。驻车制动器分为鼓式制动和盘式制动，鼓式制动式限制驱动桥的转动来实现驻车的作用，而盘式是依附在盘式制动器上来实现驻车的作用，因之前我选的制动器是盘式制动器，所以驻车制动器我选择盘式驻车制动器，结构如图。图3-12 盘式驻车制动器结构图2.7 轮胎的选择电动观光车选用的是子午线轮胎。因为现在用的最为广泛的就是子午线轮胎，综合起来，其性价比也是最高的。子午线轮胎的优点是：地面积大，附着性能好，胎面滑移小，对地面单位压力也小，因而滚动阻力小，使用寿命长。胎冠较厚且有坚硬的带束层，不易刺穿；行驶时变形小，可降低油耗3%8%。因为帘布层数少，胎侧薄，所以径向弹性大，缓冲性能好，负荷能力较大。 它的缺点是：因胎侧较薄，胎冠较厚，在其与胎侧的过渡区易产生裂口。侧面变形大，导致汽车的侧向稳定性差，制造技术要求高，成本也高。我所设计的高尔夫球场专用电瓶车，所选择的汽车轮胎是：195：轮胎宽（mm）65 ：扁平率（胎高/胎宽）R ：子午线结构15 ：轮胎直径88 ：载重指数H ：速度代号（最高安全极速是210Km/h）2.8 参数校核在参数校核的第一步要进行的是汽车总质量的估算：电机的质量为50kg，铅酸蓄电池一共2个，共计732=146 kg，乘客2名，共计2×75=150kg，除了这些电动车上面其余的质量预计为900 kg。预计汽车总质量：kg；计汽车的最高车速是已知的， 公式：.即可得出，故取=5.8其中：电动机最高转速：车轮半径：汽车减速比下面要验证取5.8是否满足要求：根据设计所要求的，汽车至少要能克服爬坡度为15%的坡道，即在坡度角为的坡道上也能正常行驶。下面根据公式来确定减速比的大小公式经计算汽车爬坡所要克服的阻力大小为：=2099.94其中：滚动阻力：坡道阻力：坡度角要使汽车能正常行驶，减速比需满足一定要求，此时汽车的驱动力所要达到的要求为：即 2.9其中：电动机最大转矩：机械效率：车轮半径由以上计算可知，取5.8符合要求。下面是最后确定的参数：汽车主减速比：5.8汽车总质量：1300kg汽车最高车速：24.765km/h汽车电机额定功率：2.5kw汽车所使用电池容量：200Ah汽车的续行驶里程：60km 3 造型设计3.1外观设计汽车的外形取决于三个因素：形体构成，线形构成，装饰和色彩构成。整车形状是丝带型的，充分显示汽车的流线型。白色的车身相间活泼的蓝色线条和光顺的车身表面，获得车身的动感。减少车身窗支柱的数目和宽度、增大支柱间跨距，这样就减少了车身的垂直划分线，同样使车身获得强烈的动感。车身表面就像是一面光亮的镜子，必须按照球面镜的光学规律去分析它的反射效果。曲线过渡的不光顺的车身，其光学效果极差。使车身表面具有不同的曲率，从而使它具有不同的聚焦能力；是车身表面各区段具有不同的倾斜度，从而使承受不同的光照量，这些都有意思地组织了车身表面的明暗层次。在车灯的设计上加入了中国元素，从前后两个方向都能看出是脸谱的造型。3.2 效果图绘制效果图是用签字笔、马克笔绘制的，还加有少量的色粉。先在2开的素描纸上打底稿，签字笔勾边。然后是颜色的选择，主色调是黑灰色，来表现金属质感。还有明朗的蓝色。3.3 计算机辅助工业设计此步骤是一个从无形到虚拟现实的一个过程，也称之为计算机辅助工业设计（CAID），主要应用软件有Autocad、3ds max、coreldraw、photoshop。Autocad主要责任是工程图绘制，简单快捷，是整个设计的效率大大的提高了。3ds max主要被应用于车模型的建立，渲染部分主要应用其插件vray来完成。Coreldraw强大的功能使展示设计变的更加简单化、直观画。Photoshop主要是辅助展示设计期间所应用的图片素材及三维效果图的修改。参考文献1 赵真.工业设计市场营销学.北京:北京理工大学出版社,2008年3月.2 韩守身.微型轿车底盘和电气的构造及维修.北京:人民邮电出版社,1998年11月.3 杨黎明,黄凯,李恩至,陈仕贤.机械零件设计手册,北京：国防工业出版社,1986年12月.4 电机工程手册编辑委员会.机械工程手册.北京：机械工业出版社,1994年10月.5 黎亚洲.汽车底盘构造与维修图解.北京:电子工业出版社,2009年2月.6 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