便携式代步电动车结构设计structuredesignofportableelectricscooter(附件)【字数:
摘 要摘 要随着社会城市化进程不断加快,城市变得越来越拥挤,人民对于便捷出行的要求也越来越高。然而真正便携的代步工具却寥寥无几。本文对市面上现存的几种形式的代步电动车做了简单的介绍。在对现有代步车的分析总结的基础上,本课题根据人们对便捷出行的要求设计了一款代步电动车。本款代步电动车体积小、质量轻,适合在城市中驾驶,更可以方便带入电梯、地铁和公交之中。本设计给出了电动车的各部分结构设计,并对电动车的控制方式做了简要介绍即通过改变重心位置控制电动车的起停和转向。对于电动车的负载能力和爬坡能力以及加速时间,本文给处理动力学计算。车架采用的是铝合金的材料,铝合金密度小,使电动车整体质量不至于过大。对于其主要承载部件,也进行了有限元分析和结构优化。关键词电动车;便携性;结构设计;有限元;
目录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 国外对电动代步车的研究 2
1.2.2 国内对电动代步车的研究 5
1.3 平板式电动代步车的研究意义 7
1.4 研究内容与方法 8
1.4.1主要研究内容 8
1.4.2 研究的主要方法 8
第二章 便携式代步电动车的结构设计 9
2.1 设计目标 9
2.2 整体方案 9
2.2.1 整体设计与分析 9
2.2.2 驱动部分结构设计 10
2.2.3 面板的设计 12
2.3 关键零部件的选用与分析 14
2.3.1 电机的选型 14
2.3.2 电池的选用 15
第三章 新型便携式代步车的运动学分析与计算 18
3.1 电动车连续行驶时扭矩校核 19
3.2 爬坡度计算 20
3.3 加速时间计算 21
第四章 有限元分析与优化 23
4.1 本章提要 23
4.2 solidworks simulation简介 23
4.2.1 simulation有限元分析的一般步骤 23
4.3 便携式代步车的驱动轮连接板有 style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });
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第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 国外对电动代步车的研究 2
1.2.2 国内对电动代步车的研究 5
1.3 平板式电动代步车的研究意义 7
1.4 研究内容与方法 8
1.4.1主要研究内容 8
1.4.2 研究的主要方法 8
第二章 便携式代步电动车的结构设计 9
2.1 设计目标 9
2.2 整体方案 9
2.2.1 整体设计与分析 9
2.2.2 驱动部分结构设计 10
2.2.3 面板的设计 12
2.3 关键零部件的选用与分析 14
2.3.1 电机的选型 14
2.3.2 电池的选用 15
第三章 新型便携式代步车的运动学分析与计算 18
3.1 电动车连续行驶时扭矩校核 19
3.2 爬坡度计算 20
3.3 加速时间计算 21
第四章 有限元分析与优化 23
4.1 本章提要 23
4.2 solidworks simulation简介 23
4.2.1 simulation有限元分析的一般步骤 23
4.3 便携式代步车的驱动轮连接板有 style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });
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限元分析 24
4.4 便携式代步车面板有限元分析 29
4.5 对面板进行结构优化 32
第五章 总结与展望 35
5.1 总结 35
5.2 领域展望 35
致谢 37
参 考 文 献 38
第一章 绪论
1.1 研究背景
作为一种安全、方便的绿色代步工具,电动车是不但在能源等方面有显著的优越性和竞争力,而且其价格较汽车相对低廉,驾驶简单、便捷,因此电动车的发展前景十分广泛。虽然国内外的许多科研机构投入了大量的精力用于电动车的研发,生产厂家也投入了大量的物力、人力,但是与此同时消费者在电动车使用的过程中, 对电动车新的功能要求也越来越多。当前市面上的电动车大多外形笨重,体积相对较大。并且留给电动车的停车位很少,电动车又不能随身携带,不能带上电梯或地铁,所以使用起来十分不方便。经查阅资料分析,当前电动车的主要缺点详细分析如下:
(1)外形笨重。当前社会上的主流电动车如图1.1所示,与摩托车相比,虽然它们在外形上已经显得比较轻巧,但是轻巧得还不够微型化。一开始,人们热衷于类似自行车的小型电动车,慢慢的越来越多的人倾向于类似于摩托车的较为笨重的大型电动车。虽然大型电动车的续航能力更好,但是其外形太笨重,很不灵活。现在,随着城市越来越拥挤,越来越多的人倾向于微型电动车。从简单到复杂,再回归简单,是电动车发展的趋势。
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图1.1当今社会的主流电动车
(2)近年来,电池技术在一直没有太大的进步,这严重的制约了电动车的发展。 铅酸电池是现在的电动车使用最多的能源,这种电池制作的电瓶不仅体积大,而且容量小,充放电效率低,电动车的续航能力被严重制约[]。
(3)充电基站设置不完善。假如有充足的充电站遍布在各个街道,电动车的能源一定程度上可以得到弥补,续航能力可以进一步提升。然而,电动车的推广并不足以反向促进充电基站的建设。因此,依靠基站建设来提高电动车的续航能力显然是不现实的。
(5)防盗问题也越来越成为厂商和用户担心的问题。电动车丢失的案列越来越多,然而却一只没有一个十分有效的解决办法。如果可以从电动车的外形入手,将电动车的外形控制在一个比较小的尺寸,那么电动车就可以被拎着到处走了,或者可以放入背包之中。防盗的问题在一定程度上可以得到缓解了。
此外,一种我国目前普通家庭的收入普遍不高,不足以支撑昂贵的家用轿车的费用。所以,一种便携式的代步电动车有很大的市场。另外,我国城市道路拥挤、狭窄,停车场地不足,因此急需一种小巧、灵活的代步电动车。最后,我国人均资源十分有限,环境污染问题越来越严峻,家用轿车应当节能减排,使用绿色能源,保护环境。
1.2 国内外研究现状
对于日益发展,越来越拥挤的城市来说,急需一种便携式代步电动车。近年来,国内外的研究机构和生产厂家对代步电动车的研究也越来越多。各种类型的电动车纷纷面世。它们不仅结构各式各样,控制方法也大不相同。
1.2.1 国外对电动代步车的研究
在国外,电动代步车已经发展了好几十年。在电动代步车主要部件的基础研究、关键零部件动力学分析、整车结构的优化设计以及不同结构类型的分析研究等方面已相当深入。国外方面对电动代步车的研究已经具备相当多的经验和数据,并成功地研制出各种各样,适用于不同使用者的电动代步车 []。相对与国内的研究,国外的研究已经遥遥领先。
(1) TopChairH8
由法国设计生产的TopChairH8是一种具有爬楼梯功能的电动轮椅如图1.2所示[]。它采用轮子和履带相互切换的模式,使轮椅既能在平坦的地面上行驶也能在楼梯上行驶。它也采用两轮驱动的模式,这使得对它的控制更加多样化,并可以实现更多的功能。但是其价格昂贵,在10万元以上。
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