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环保无动力汽车设计与制作1项目的意义环保无动力汽车项目是指车身利用环保材料,车架利用金属物品电焊钾接而成的无动力汽车近年来汽车工业随着机械和电子技术的发展而不断进步汽车已经是机械、电子、材料等学科的综合产物传统汽车虽然加快了人类的生活节奏,但也引发的环境污染问题,保护好人类生存的环境已经受到全世界的关注汽车的结构复杂、种类繁多目前汽车仍然是以活塞式内燃机为动力的传统结构,由此燃烧排放的尾气避免不了对环境的影响,现计划设计制造出一辆由太阳能板提供汽车用电,脚踏驱动的环保无动力汽车,通过科研创新,把汽车结构设计,材料选择与绿色环保健康的三者融为一体本课题研究是设计制造一辆环保无动力小车利用无动力汽车的设计理念,通过材料选择、结构强度受力分析定设计方案,试制出样车本设计的环保无动力汽车是可以实际操作行驶的,其特点是体积小,占用空间少;安全可靠;节能环保,零污染;结构简单,便于理解操作;适用人群广,也用于娱乐及教学实训2项目论证及设计方案本项目对无动力汽车的转向、制动、车架、车轮和照明装置的设计原理、设计方案、制作工艺以及对小车行驶使用的说明1为了达到相对布置合理,整齐美观,操作及检测维修方便,工作稳定的目的,我们根据设计车型的初衷,同时参考许多无动力车、汽车的结构等,最终选择人力机械制动、脚踏驱动、太阳能光伏发电系统提供照明系统及辅助用电
(2)车架设计所选择的材料是Q235钢管,质量轻,有弹性,车架底座离地面的距离能达到15cm,便于汽车的行驶通过底座长宽的尺寸根据转向系机构的长度所占位置决定的,方向盘在上端,传动轴在中间位置具体尺寸为底座长度900mm,宽710m
(3)车架强度校核转向装置转动的总质量约为90kg,Fl=90kgx
9.8n/kg=882N,F2=60kgx
9.8n/kg=588N,其中Fl是转向系自身的作用力,F2是实训人员操作时所给转向系的作用力1)定位机构钢板的应力分析应力公式:sigma;=FN/A因为定位机构主要是由定位机构的角钢受力,所以FN=588+882=1470N,钢板横截面的长a=
4.5nmb=
4.5mni,所以面积A=
20.25xl0-6m2由此计算得:sigma;=
43.46xlO6Pa,根据查表,可得Q235钢的屈服点sigma;s=240MPa,因sigma;sigma;s,所以定位机构的钢板符合要求,不会导致钢板断裂2)定位机构钢板的的变形分析判断钢板的变形能力,主要是讨论它的抗拉和抗压能力,根据抗拉(压)公式sigma;二EA(E为弹性模量),EA值越大,抗拉能力越大,钢的变形就越小通过查表,得出Q235钢的E=200GPa,把数值代入抗拉公式里,得到sigma;=200x109x
20.25x10-6=
4.05MPa,通过查表,可知道Q235钢的抗拉强度范围在375460MPa之间,而〜就算转向系整体的重量都加在任何一个支撑点上,都没有超过Q235钢的抗拉范围,所以车架完全安全4设计出没有转向器的机械轴承转向系统,使得汽车占用空间小,结构简便机械转向系的能量来源是人的体力,主要组成为转向盘、转向轴、转向管柱、转向直拉杆、转向横拉杆等5制动系统采用人力制动---------------手刹,利用制动杆的摩擦力迫使汽车减速此方案设计避免了制动器的复杂、维修难等问题由于课题的小车速度和驾驶员的驱动力有一定的关联,最高速度为15码,所以这套装置可以满足驾驶员的安全制动6设计选取的车轮为充气轮胎,结实耐用,减少与地面的摩擦,使车速有所提高后轴宽度为16mm,并配有后轴带轴承,安全可靠7设计的转向灯、喇叭、大灯等照明装置利用太阳能板、蓄电池、逆变器供电,实现能源充分利用,环保3项目的特色与创新点1设计将休闲小车与太阳能光伏发电系统进行结合,在满足人的出行需求的同时,将绿色环保健康理念引入2设计出太阳能电池板不仅为驾驶人遮风挡雨,而且可为汽车提供基本的照明、喇叭、转向灯电力,系统中的逆变器输出的交流220V电源可为手机、笔记本电脑充电,实现环保多功能化3整套光伏系统采用新的PWM控制器,在低成本控制范围内,对系统的充放电进行智能全自动控制,为系统的正常工作保驾护航
(4)机械转向,结构简便,使用方便
(5)车架采用中梁式车架,使车轮有较大的运动空间,减少整车质量,降低重心,增加行驶稳定性
(6)结构简单,便于理解操作;适用人群广4总结本项目来源于大学创新训练课题环保无动力汽车的设计与制作该课题主要包括整车的设计、底盘的设计、电路的设计、制造工艺设计等几个部分的内容,在设计中又包括整车设计图的绘制、材料的选择、整车的制作及试车等在车辆的行驶系统设计制作部分中,通过不断的计算校核后,最终选用了前主中梁后双边副梁的底盘设计方案,该方案在一定的范围内可以最大的提升转向半径,提高车辆的灵活性,但同时,车辆的抗弯曲能力有所下降,车辆载荷有所减少,如采用新型的高强度材料可以解决上述问题;在光伏系统设计中,受限于成本原因,选用的控制器以及逆变器都仅仅能满足系统初步需要,但自身的能量消耗过大,这部分能量并没有用于对外的输出,如采用价格较高的产品,可以提高系统的能量利用率;另外的,选用的铅酸蓄电池,如替换成锂电池,那么系统的蓄电能力以及系统重量都可以进一步的优化;由于车型较小,为了方便驾驶员上下车没有设计车身,如车架设计的足够宽敞,安装上车身会提高小车的审美观、减少行驶振动、提高舒适的乘坐条件以及装载货物等作者曾清德田飞孔德就单位广西科技大学。