微型电动货车三维总布置设计与整车性能计算【含6张CAD图纸优秀课程毕业设计】

充值购买 费领取图纸 微型电动货车三维总布置设计与整车性能计算 摘要： 随着工业的快速发展，环境污染日益严重，对新能源的最求和使用已然成为了未来发展的潮流。如今汽车已经成为了人们出行的主要代步工具和交通运输工具，就汽车行业来看，电动轿车已经层出不穷，大街上已然比比皆是，但是电动货车却很少见。 本文研究主要通过了解已有的微型电动货车车体构造和部件工作原理根据整车性能目标，对主要零部件进行选型设计，包括微型电动货车的车身造型设计 汽车车架设计、货车车箱选型、轮胎与车轮选型、小货车主要尺寸参数的计算、电动小货车的车架设计、电动小货车车箱设计、电动小货车车轮设计、电动小货车底盘的布置，并作必要的分析计算，用三维建模软件建立三维造型设计，以达到最合理的设计配置，完成微型电动货车车体结构设计。 关键词 ： 纯电动；整体设计；车体结构；微型 of is of of of to on in an is of to of of of of of D to of 录 摘要： . I . 录 . 概述 . 1 内外发展概述 . 1 课题研究的目的和意义 . 2 2 汽车传统设计方法与现代设 计方法 . 4 统手工设计方法 . 4 代汽车结构设计方法 . 5 车车体结构 . 6 车车身 . 6 车车架 . 7 车车箱 . 7 胎与车轮 . 8 3 微型电动货车造型设计 . 9 型设计 . 9 型设计的含义 . 9 型设计的分类 . 9 动小货车主要尺寸参数的设计 . 9 距 L . 10 后轮距 2 . 10 车的外廓尺寸 . 11 车的前悬 悬 . 11 型电动货车尺寸参数 . 11 动小货车的车身设计 . 12 身结构及承载类型 . 12 车车身的主要构成部件 . 12 车身设计尺寸 . 12 型电动货车的车架设计 . 14 形车架 . 14 架刚度 . 15 架设计尺寸 . 15 动小货车车箱设计 . 16 箱结构 . 17 箱尺寸计算 . 18 型电动货车车轮设计 . 19 轮半径 . 19 轮中轴 . 21 轮花纹选择 . 21 4 微型电动货运车底盘的布置 . 23 型电动货运车的底盘设计介绍 . 23 动小货车底 盘的布置 . 24 型电动货车的制动性参数 . 25 型电动货车的行驶平顺性参数 . 25 总结与展望 . 26 参 考 文 献 . 27 致 谢 . 27 1 1 概述 内外发展概述 随着传统燃油汽车对能源消耗的不断增加，能源问题和环境问题日益引发全世界的关注，在许多发达国家随着电动轿车的研发的进行，对电动货车的研发工作也逐步开展。在日本，由于其二战后工业的快速发展，导致国内污染严重，所以日本政府在在上世纪末制定了电动汽车普及应用计划，随后日本东京电力公司和其研发公司共同研制成功了 款豪华纯电动的微型货运车，它采用的是 300V 的大容量镍铬电池，由于其采用的在 40Km/s 的最佳速度下空载匀速行驶时可以续航 500 多公里，电门全部开启时的最高车速可达 170Km/s。美国的汽车行业起 步早，以传统内燃机就动力的汽车技术已经趋于稳定和成熟，在电动车的研发方面也比较领先，早在上世纪末美国就提出了严格汽车尾气排放标准，这就更加促进了美国的电动汽车的发展，本世纪初 次续航最高可达 400来美国相继研发制造了各类功能的纯电动汽车，包括纯电动货车、纯电动客车、纯电动垃圾清扫车等。类似地，许多发达国家也投资纯电动汽车行业，制定许多电动汽车的优惠政策来吸引汽车企业研发制造纯电动汽车， 2015 年，据美国电动汽车协会统计数据显示，全国已经 有超过 300 家汽车企业在研发和制造包括电动货车的各类电动车，由此可见，微型电动货车也是未来公路运输行业的一大趋势。 相对西方发达国家，我国的电动汽车行业起步较晚，在电池等许多关键核心的技术都处在发展上升阶段。但是我国十分重视电动汽车的研发和制造，早在第九个五年计划中我国就将电动汽车发展设为“ 863”计划 (国家高技术研究发展计划 )中的重大专项。此专项提出了“三纵、三横”的研发总的思路和布局，如图 示，此专项建立了详细具体的整车开发流程，“三纵”即指以燃料电池为动力的电动汽车 大容量电池和传统内 燃机为动力的混合动力汽车 仅以电池就动力的纯电动车辆 三横”即指多能源动力总成控制系统、电机及其控制系统和电池及其管理系统 1。在最近的几年里，我国的纯电动汽车的研发制造取得了初步的成功，除特斯拉已经遍布了许多的城市道路外，比亚迪等许多新能源汽车也相继走进了人们的日常生活，但是由于电池容量等问题，我国微型电动货车的研发和产量较少，有待我们进一步的探索和研究。 2 图 三纵、三横”研发布局 课题研究的目的和意义 当今汽车行业发展如火如荼，通常情况下，由于普通轿车的方便性、舒适性、动力学等各个方面都略优于刚刚兴起的电动轿车，眼下大多数人仍然使用传统的燃油轿车。但是面对环境污染问题，面对全球气候变暖问题，面对全球能源危机问题，生产电动汽车已经迫在眉睫，类似地，相比货运汽车也是如此，普通的货运汽车虽然技术相对成熟，面对上述全球性的重大问题，我们不得不考虑研发新能源的电动货车，电动与传统的货车相比有以下几个优点： 1、纯电动货车是以蓄电池和电动机为动力源，没有复杂的内燃机和变速器等机械机构。 2、纯电动货车说到底是用的电， 不是传统的汽油或者柴油，所以不会产生对空气有害的各种污染尾气，做到了真正意义上的“零”排放，不但缓解了能源危机和而且对环境保护作了巨大的贡献。 3 3、纯电动货车由于其结构简单，没有传统以油为主要动力的汽车的复杂的变数器、离合器等机构，所以操作更为方便简单。 4、纯电动货车行驶过程中，由于没有传统意义上的燃油发动机，所以大大地减少了噪音污染，提高了舒适性。 当然，纯电动货车也有一些缺点，比如受到电池容量的限制，续航里程达不到长途运输的需求，由于电池技术不是特别成熟和完善，电池的比功率和比能量不稳定直接导致了汽车 的动力性能的下降，蓄电池的重量和体积也给汽车的整体设计带来了许多困扰。 综上所述，纯电动货车的优点大于缺点，电动货车已经成为了未来发展的趋势，只要我们能在电动货车的电池方面作出必要的科研努力，把动力电池应用到货车上，做到真正的零污染，实现电动货车的跨越式发展，必将在未来几十年对汽车运输行业有着深远的意义和影响。 4 2 汽车传统设计方法与现代设计方法 统手工设计方法 在计算机还没有普及使用的时候，传统汽车设计方法比较简单，那时候的汽车设计流程可用如下图 2单概述。 图 统汽车设计程序概括 传统的手工设计方法，工程师先制作油泥模型，通过 1:5 的缩小比例模型，进行反复的调研、修改和制作，所以研发周期长，而且消耗大量的人力和金钱去完善油泥。由于汽车结构设计涉及到的面不只有汽车造型师这块，而且还包括大量的调研人员，因而这不是一个简单的设计系统，这是一个以调研为基础，以工程师设计为核心的一个大的框架。调研人员要准确地掌握市场消费者的爱好心里，准确把握汽车结构的潮流和趋势；工程师要有相当厚的机械制图功底，因为不但要把油泥模型的各部分参数准确无误地 在图纸上表达，而且还要做到随机应变，因为任何一部分的尺寸参数都有可能随着市场的需求而发生改变，当修改一部分参数时就不得不考虑整车结构设计的效果，例如由于客观减少噪声的原因，发动机的摆放位置发生变化时，必须要对地盘等部分的尺寸参数进行全部的计算和修改，这样就可能照成了关于整车的全部数据都得重新计算，加剧了工程师的工作量不说，而且研发周期变长影响研发进程，所以工程师不但要有相当过硬的制图功底，对工程师的经验要求也是很有必要的。 5 综上所述，传统的手工汽车结构设计存在着许许多多的弊端，人与汽车的交互式修改非常地困难 ，不但影响科研设计的进度，而且白白增加了许多的成本。不过传统设计也有一些优点，例如使用油泥模型来模拟汽车外形或者内饰，通过修改油泥来达到最佳合理布局，使汽车结构的设计更加直观化和简单化。 代汽车结构设计方法 现代汽车的设计方法已经大大改善并且趋于成熟，这归功于计算机的普及使用和汽车设计软（ ）的产生和大量使用。以在计算机的虚拟环境下设计和仿真为主要的汽车设计思路。 因为计算机上所设计的东西和生产制造的成品完全一致的，通过这种交互思路，修改计算机上的虚拟环境下所得到的成 果，完善设计思路和设计的方案，这就是现在汽车结构设计的主要程序概括如图 示。 图 代汽车结构设计程序概述 现在汽车结构设计过程使用计算机绘制设计图纸、绘制三维结构图实体图以及进行各种仿真实验。这些工作与工程师的手工制作相比大大地简化了设计流程，使设计趋于了简单化、数字化和程序化，大大地节省了汽车设计的时间，例如汽车车身建模时，传统方法就是造型工程师用油泥一点一滴地进行制作和修改，而计算机设计车身时，只需要动用键盘输入基本参数，动动鼠标进行不同面的建立和修改，很快就可以完成车身的 6 外形设计，这种设计方法可以更加方便进行修改，工程师可以随心所欲地发挥无限的想象力和创造力，这是一种更加符合现代汽车的设计思路。 现代汽车 结构设计有一个更加普及的设计思路即逆向设计，逆向设计就是将已有的产品模型在计算机中进行数字化工程设计的模型仿制，现在许多著名的三维建模软件如G 等都拥有十分强大的逆向建模功能，随着互联网和汽车软件的普遍使用，汽车数据模型库已经相对完善，这就有利于数字资源的共享，各个部门实现了合理配合、并行工作，大大地缩短了设计所需要的时间，而且 列软件都可以根据三维实体模型自动生成二维的汽车结构图纸和用于数控加工的代码，党三维模型发生变化是，系统会自动修改与之配置的相关图纸和数控代码。以当下最为流 行的计算机辅助软件之一 例，他是法国的达索公司和 合开发的一套集 一体的功能十分强大的大型设计软件， 级曲面（一般指车身外形、仪表板、内饰件等）构建功能。 这里的 A 级曲面的光顺性在数学上定义是：曲线两阶几何是连续的并且没有多余的拐点，曲线的曲率变化是均匀的而且应变能非常小。就曲面来说， 须的是连续的（也就是说两个相交曲面的相交线的任意方向都具有公共的法曲率） 2。当然，车身由3 面拼接时，不但要求 连续的， 要求是连续的。一般地评价 A 级曲面的几个指标有全面的连续性、曲面的设计精度、曲面的整体协调性等，由于计算机软件的高效率使用，使得这些设计都趋于了更的精确和完善，设计人员也大大减少了因不断修改而所需要的时间。 计算机辅助设计软件不但可以设计车身、内饰等表面模型，而且对汽车上包括地盘、发动机等零部件的设计也起到了很大的帮助，利用 G/软件，不但可以实现对汽车零部件的建模，而且还可以进行虚拟的装配，可以进行有限元分析、结构分析、动力学分析和静力学分析等，甚至可以进行虚拟风洞试验和燃油消耗试验等，使得汽车工程师在设计 过程中可以提前预知设计中存在的缺陷和不足，不但节省了研发时间而且提高了所设计零件或者产品的质量。 车车体结构 车车身 通常汽车被分为地盘、发动机和车身三大部分。车身从功能上定义是为了司机方便操作和驾驶所需，设计的一个相对舒服、隔音的可以遮挡风雨的建筑结构体。汽车车身 7 是指汽车上起着载客、载物或者覆盖作用的部件组合体。载客部分主要包括驾驶司机和乘坐汽车的乘客所使用的部分；载货部分主要包括载货的货箱部分；覆盖部分主要包括汽车前面板制件和汽车尾部板制件。车身总体结构中环有很多独立的部件，如刮 水器、升降玻璃器、烟灰杂物盒、空调装置、儿童安全座椅、座椅安全带、车载雷达、后视镜、防盗锁等等。 随着运输行业的快速发展，对货运汽车的要求越来越高，除了在载重方面之外，对其外观的要求也越来越高，因为它不但决定了自身的美观性能而且影响着整体的城市美观，许多发达国家的汽车货运总量经常超过铁路、飞机等运输总量之和，货车运输遍布了全球的机械行业、纺织行业、建筑行业、化工行业、冶金行业、电力行业等各个人们生活所需的方面，可以毫不夸张地说汽车点缀着城市道路，影响着城市的美观，汽车车身技术的先进与否直接反映着这个国家的汽 车工业水平，所以货车的外观设计也被列入了汽车设计的主要内容。 车车架 汽车车架是指汽车的承载基体，在生活中常见的货车、各类客车、中高级轿车上经常可以见到它的主要作用是支撑着发动机、离合器、变速器、转向器、非承载式车身和货箱等所有位于减震器上方的机构和部件。因为汽车的各部件直接协调配合工作，工作情况复杂，所以汽车车架往往受到很多方向的复杂的力和力矩的冲击，所以对车架的刚度和强度以及柔度都有着很高的要求，如刚度不足可能会引起不必要的噪声和振动，刚度过强会容易影响驾驶的方便性和乘客乘坐车辆时的舒适性 超过 10即可）在保证合理的刚度和强度的前提下，应尽量减少车架重量，以保证整车质量最小化，一般的货车车架重要应不超过整车重量的 1/10。此外设计汽车车架时还应该把车型系列化机改装车等因素考虑在内。 在汽车设计时，一般将轴距小的、自重轻的汽车采用整体承载式车身，没有独立的车架，相比没有车架的汽车，有车架的汽车有以下几个优点： 1、车架上设置有橡胶垫等减震措施，很好地缓冲了来自地面的波动和冲击。 2、有车架的车身可以自己定义车身，不受车架部分约束 3、汽车车架和车身都是分 别制造好后进行装配的，减小了制造难度 3。 车车箱 8 车箱通常指用于拉货的车厢和其他类专门用途的车厢，一般货车车厢有平板式、栏板式、和自卸式等，生活中应用最大的是栏板式车厢。 栏板式车厢有地板 1 块和 4 块高度在 400 上下的四周四个侧面栏板。车厢地盘通过U 形螺栓牢牢地连接在汽车车架上，连接位置一般是车架的纵梁，也有可能是横梁。四周的 4 个侧面栏板一般除前面第一个，左右以及后栏板全部能打开，这三个栏板用栓杆和栓钩互相扣锁在一起。特别地，有的车厢只有后面一个栏板可以打开，这种栏板一般离地较低，装卸货物方 便，所以没有设置三个侧面栏板都可以打开。因为货车栏板的功能简单，但是强度要求高，拉货时要有足够的可靠性，所以一般情况下栏板材料全部都是刚体结构，连接处的螺栓和铰链也都是刚体材料。另外在货车车厢的前栏板位置一般都加油安全架，这样可以防止事故发生时对驾驶室照成不必要的冲击和伤害。 胎与车轮 轮胎和车轮是货车承载重量，支撑整车质量和货物的直接部件，货车的轮胎和车轮要求比较高，因为轮胎和车轮直接接受着地面的巨大冲击力和力矩，如果在满载时遇到不平坦的路面时，驱动力和制动力急剧增大，轮胎和车轮需要承受加速 或者制动时的巨大纵向反作用力，如果汽车在转弯时，轮胎和车轮承受着巨大的侧向反力，除此之外还要承受和吸收路面的振动和动载荷。现在汽车的行驶性能试验如平顺性试验、操作稳定性试验、制动性能试验等等都是为了检验汽车轮胎和车轮等相关的部件是否合格的试验，轮胎和车轮的好与坏可以说直接影响着汽车的整体动力性能和汽车燃油经济性能。 车轮包括轮辋和轮辐，轮胎压在轮辋一周，轮辋被螺栓固定在轮毂上 4。轮胎直径接触地面滚动 5,6。轮辋是轮胎安装的基础，轮毂又是轮辋安装的基础，这样设置可靠性能高，更换方便。轮胎和车轮必须有足 够的耐磨性、一定的刚度和弹性、良好的静平衡和动平衡，一般地车轮，不平衡度大于 5Nm,装上轮胎后不平衡度应不大于 10Nm。轮胎和车轮都是汽车中的标准化、系列化配套件，不同的汽车有着不同的车轮和轮胎，但是设计过程可随着需要选择不同的车轮和轮胎。 9 3 微型 电动货车 造型 设计 型设计 型设计的含义 汽车造型设计指汽车外部和外部所有零部件的形状、颜色、质地、花纹等的设计，是工程技术和造型艺术在汽车上的有机结合。因为汽车的实用功能就是运载货物，精神功能是可以移动的美的产品，所以完美的造型需要符合实用性和美观性能两个基本要求，日常生活中，人们在买汽车时，除了考虑实用性外，造型的也成为了必要因素。造型设计牵涉的学科包括美学、人技工程学、制造工艺学等非常广泛，因为需要汽车工程师们除了有渊博的设计理论知识外，而且需要审美的能力。 型设计的分类 1. 外观设计 指汽车外部的形状，包括保险杠等可以看到的 部件。 2. 车内设计 指室内空间的所有设施布置和设计，必须要符合人机工程学，设计做到使人乘坐时感到最舒适状态。 3. 颜色、样式设计 指整车内外可见的全部色彩的设计，包括内饰的所有部件的材料颜色样式。 4. 相关部件设计 指汽车的所有附属件、功能件的功能布局设置，如后视镜，挡风板等。 5. 汽车标志设计 指标志着汽车的汽车品牌、汽车车型等的设计，和具有特殊标志性的设计。 动小货车主要尺寸参数的设计 主要尺寸参数指的是汽车轴距、汽车轮距、汽车总的长宽高、汽车的前后悬、汽车的接近角、汽车的离去角、汽 车的最小离地间隙等。如下图 3 10 图 车的主要尺寸参数 距 L 通常轴距我们用 般地轴距 量、最小转弯半径的变化规律是一致的，即前者越小，后者越小。但轴距 小时纵向角振动过大、车箱长度不足、万向节转动的夹角过大。所以，轴距 般地的设计满足车箱尺寸、轴荷分配和整体布置等的必要要求下，设置最短轴距。载货汽车的轴距在整车选型初期，可根据公式 3： L = S - （ 货箱长度，由汽车装载质量、载货长度计算可得 7,8； 前轮中心至驾驶室后壁的距离； S 驾驶室与货箱之间的间隙； 后悬尺寸。 本设计参考解放 号货车的轴距尺寸，此货车的轴距长所以有很好的稳定性。微型电动货车的轴距长度参考解放 寸设计为 267例为 1： 15）。 后轮距 2 汽车轮距记为 B，汽车宽度和质量以及横向稳定性都和它有着重要关系，即算着前者的增加而增加。当设计轮距 以要合理选择轮距 B。轮距 中 以要通过试验才能决定。后轮距 9,10。微型电动货车前后轮距的尺寸参考解放 1 轮距尺寸，依表 3 4 2 货汽轮距。设计为前轮距： 133后轮距： 120例为 1： 15） 。 表 4 2货汽轮距 车型 类别 轴距 L/m 轮距 B/m 42载货汽车 汽车总质量 ma/t 汽车的外廓尺寸 外廓尺寸指总长宽高。一般地满足使用要求条件下，使用最小汽车的外廓尺寸，这样不但减小货车总质量而且降低制造成本，对其动力性和燃油经济性也大有益处。 车的前悬 R 汽车的前悬和后悬分别记为 R，这个尺寸与总布局有关 11,12。发动机布局、水箱布局、风扇局部等全部都在前悬位置。前悬布置要求还不能太长，因为要保证接近角和通过性。同理，后悬也不应太长，后悬太长是转弯不灵活，遇到坡路容易触底。综合上述总结，汽车的前悬 择较小尺寸。 型电动货车尺寸参数 依照解放 据微型电动货车要求做相应的修改，确定参数（比例 1： 15）如下： 轴距： 267 前轮距： 133 后轮距： 120 总长： 480 总宽： 147 总高： 167 12 前悬： 93 后悬： 120 动小货车的车身设计 身结构及承载类型 车身总成可分为地板、顶盖、前围板、后围板、侧围板等 13,14。从车身受力状况分，车身包括非承载式、承载式以及半承载式三大类型。本课题选择承载式车身。 本设计的微型纯电动货车车在复杂多变的的路面上工作时，地面对车轮和悬架冲击和作用力大部分向上作用到了车架，车架的橡胶垫变形吸收冲击和作用力， 车车身的主要构成部件 1. 发动机盖 发动机盖又叫发动机罩。由于发动机 在 工作 时要 产生大量的热量和噪音，所以发动机盖 必须具备的 作用是隔热隔音。发动机盖包括外板、内板和中间夹层三部分组成，中介层主要是隔热材料，内板主要是刚性的材料，起支撑作用。 2. 车顶盖 车顶盖位于车厢顶部。轿车的车顶盖上开设天窗，并且与前、后窗 框连接，连接平顺有着良好的视觉感并且可以减少空力，其刚度较低 15,16。在货车上，为了安全起见，货车车顶盖比轿车车顶盖有更大强度和刚度，增加一定数量的加强梁增大安全系数。 3. 翼子板 翼子板指车轮处的外板，主要作用是遮挡车轮，因翼子板形状像鸟的翅膀而得名。根据全后轮位置不同划分为前翼子板和后翼子板。顾名思义，前翼子板安装在前轮处，必须要让前轮转动或者跳动时有一定的自由空间，不会碰到车轮；后翼子除了满足前翼子板条件外，更多地从空气动力学的考虑设计，所以后翼子板是拱形并且整体向外部分凸出。 4. 前围板 前围板实质是一块隔板，隔断发动机舱和车厢的曲面板，它与前面的地板和前面立柱有机结合。因为考虑到管路和电线束问题，所以上面预留许多线孔。但还包括密封措施和隔热装置，这样才能防止发送机的废弃和余热进入车厢。 身设计尺寸 13 1. 车身长度 车身长度指的是前保险杆最前端到后保险杆最后端的距离。对照解放 46例 1： 15)。 2. 车身宽度 车身宽度指车身最左端到车身最右端距离（不包含后镜伸出），依照解放，选定微型电动货车车身宽度为 147例 1： 15)。 3. 车身高度 车身高度指车身最低位置到顶部最高位置的距离。依照解放 定微型电动货车车身高度为 100例 1： 15)。 综上，车身的尺寸分别为长 146 147 100合选定的轴距的尺寸、车箱的尺寸等参数，设定控制转向马达尺寸长 60定动力马达尺寸长 62挡风玻璃与垂直方向夹角为 29度，车身厚度为 1图 3微型电动货车的车身参数，图 3 图 3动小货车的车身参数 14 图 动小货车车身三维造型图 型电动货车的车架设计 车架是 汽 车的基体骨架， 其 主要 作用是 对汽车各零部件起支撑、连接和承受载荷的作用。 汽车车架设计首先应满足其总体结构布置要求。其次汽车车架还的有一定的强度和刚度，例如当汽车行驶在复杂崎岖不平的道路上时，车架受到地面反作用的复杂的载荷，如果刚度不够，车架就可能会产生形变影响到了正常行驶。因为重心低时汽车行驶平稳性能好，所以布置车架的高度一般是越小越好。 形车架 汽车车架右边梁式和中梁式两种，图 的边梁式车架，又叫梯形车架，一般地由两根纵梁和若干横梁焊接而成。它的刚度大，只有受到很大的扭矩时，才会均匀地产生弯曲和扭转。由于它与车身、车箱等部件一起布局时方便，所以在货车、轿车和用货车底盘改装的大客车上应用广泛。对于梯形车架尺寸参数，通常都是标准的，标准化便于横梁、前桥、后桥、驾驶室、货箱等合理的互换。 定 货车的车架为 864英国用的是 865仅相差 1乎达到了互换标准。 15 图 3货汽车的梯形车架 架刚度 为了确保车架的安全性和可靠性必须要车架模进行模态分析（测试垂直弯曲刚度、整体扭转刚度及整车扭转刚度）。特殊情况下，要对纵梁的局部扭转刚度和车架水平弯曲刚度进行分析 17,18。另外车架受力被迫扭转时，前部的变形大于后部，所以计算扭转刚度时，选择前后轴的相对扭角计算。 汽车缓慢通过凸起路面时时，汽车车架的轴间扭角： = /1+（ s） ( 道路不平度（以轴间扭角表示）； 车架（整体）扭转刚度； 悬架系统（含车轮）角钢度。 当 S=1 时， =就是说车架的扭角为道路扭角的 1/2。这个符合一般货车类型。 通常车架扭转刚度提高，其自振频率增大，增大整车的扭转刚度增大，角减小。但是有时也会使车架载荷变大，影响汽车的通过性能等。 架设计尺寸 如图 微型电动火柴货车车架的部分参数图。一般地，货车的车架是梯形车架，本课题设计的微型电动货车车架于普通汽车的车架设计不同，微型电动货车的车架的内部是空的，车头位置是转向马达的安装位置，中部位置 是电池与线路板的安装位置，后部位置是传动马达的安装位置。四周宽度加 9挡板，这样做不但支撑车身而且还可以支撑车箱部分，一举两得，下图 3微型电动货车车架三维造型图。 16 图 动小货车的车架参数 图 动小货车车架三维造型图 动小货车车箱设计 17 箱结构 栏板式车箱是现在最流行的车箱结构，一般按栏板材料分为木质栏板车箱、全金属栏板车箱和钢木混合栏板车箱。 木质车箱的全部组成部分（纵梁、横梁、底板和栏板）都是木质材料，各个部分用螺栓和铰链等零件相互牢固连接。金属车箱一般都是全部都是刚体结构，把钢板通过冲压、焊接、涂装等多部工序完成，为了增大车箱底部的刚度，底部设计了楞状凸筋。钢木车箱前两者的结合，他是混合木质材料和刚体材料结构而成的，车箱底板是采用钢板、木材间隔而放置做成的，车箱侧面大多使用钢板。三类车厢各有优点和缺陷，总结如下表 同结构车箱对比 18 车箱容积按式 算： V=G0/r (V 车箱的容积，单位 m； 汽车的装载质量，单位 t； R 货物密度，单位 t/m。 具体确定车箱尺寸应考虑车箱材质是否有变形，要做到用的材料的利用是否充分，要做到司机实际操作是否方便，考虑装载不同货物的是否安全可靠，与此同时这些设计都必须协调车箱的长、宽、高的比例符合大众的审美观。 1 车箱的长度 19 车箱长度确定首先考虑的是总布置，合理的前轴、后轴载荷分配对整车的使用性能相当重要。长度首先要满足使用性能，然后兼顾高的汽车机动性能和低的整车重量。本设计中由于微型电动货车货车轴距长，因此设计的车箱的长度可适当加长到 320 2 车箱的宽度 车厢的宽度首先上述计算 所得总体参数的外宽要求限制，车箱内宽尽量取最大值，增大车箱有效利用率，尽量减少高度来使整个车厢的质心降低，这样做有利于汽车提高机动性和增加汽车的稳定性。本设计微型电动货车的车箱宽度选定 147 3 车箱高度 本设计的微型电动货车属于低栏板车箱类型，国标规定，低栏板车箱的四周栏板高度应小于 600常为 400 600汽车的离地间隙 过高 ，就会 影响汽车稳定性，而且在 货物装卸 时也会非常不方便 。本设计微型电动货车车箱高度是 37图 3寸参数： 320 147 37），箱板 厚度为 1 图 型电动车箱参数 型电动货车车轮设计 轮半径 自由半径、静力半径和滚动半径统称车轮半径 19。自由半径 的是车轮空载时的半径；静力半径 汽车静止状态，车轮中心至轮胎与道路接触面距离。轮胎受到载荷发生变形有 rs=r。 20 nr wr 2(式中： 经过时间 t 时车轮转动圈数： s(m)是经过时间 t 的路程。如果轮胎转角 ，行驶 x，则由图 得： 图 3 (rr s (把轮胎的运动和刚性轮向前滚动进行对比可知 (由式 (式 (知 当 0，取极限得 rr= 如果 足够小，正弦函数可用级数展开 20。由式 (理为 2030611)61( 同理，式 (的余弦函数可展开为级数，得 21 20 211rr s 或者 rr 2 (将式 (入式 (则 1321311 000 (由式 (3根据自由半径 静力半径 得滚动半径 动力学分析时使用静力半径 动学分析时使用滚动半径 实际使用中不考虑它们的误差，认为： r (本设计中，车轮半径设计为 33倒角半径为 轮中轴 车轮中轴是车体和车轮的结合部位，本设计车轮中轴为半径为 圆柱体。如图 3型电动货车车轮参数。 图 型电动货车车轮参数 轮 花纹 选择 轮胎花纹包括普通花纹、越野花纹和两者混合式花纹，货车一般都是混合式花纹，所以微型电动货车车轮上的花纹选择下图 示混合式花纹。混合花纹兼顾了普通花纹和越野花纹的优点，中间是倾斜纵向的锯齿花纹，两头是横向花纹（这是典型的越野花纹），所以可适用于微型电动货运车在复杂路面上安全行使。 22 图 合式花纹 23 4 微型电动货运车底盘的布置 型电动货运车的底盘设计介绍 汽车的 底 盘是指承 载 和安装发动机等汽车 各总成及 零部件的基本 骨架 ，固定发动机、车身等汽车部件，保证汽车的各个部件正常运行，保证汽车的正常行驶。底盘按系统划分为四部分：汽车传动系、汽车行驶系、汽车转向系以及汽车制动系。 1. 汽车传动系 汽车传动系包括如下几个部分：离合器、变速器、主减速器等。 1） 传动系的功用 发动机输出转矩，要传递到驱动轮，这就需要传动系起作用了。因为汽车要实现起步、变速、倒车以及停车等功能，所以传动系需要设置离合器来随时中断和接通动力、需要安装主减速器来实现汽车减速增扭进入实现正常起步、需要安装差速器来实现转弯时内外车轮速度的差别、需要安装半轴来实 现驱动力分配给两侧车轮。 2） 传动系的种类和组成 传动系一般包括机械传动、液力传动、液压传动、电传动等几个部分。 2. 行驶系 （参照 行驶系主要包括汽车车架、汽车车桥、汽车车轮等组成。汽车行驶系的作用是把传动系传递过来的动力，输送给驱动轮，使驱动力与地面作用，进而产生牵引力保证汽车起步和行驶。行驶系还有一个重要作用就是承载汽车总重量已经地面的反作用力，缓和地面对汽车的冲击力，保证汽车稳定行驶。 3. 转向系 （参照 行驶过程中需要实时地调整方向来满足汽车的安全行驶，这就需要转向系起作用了。转向系统主要包括转向操作机构、转向器和转向传动机构。 (1) 转向操纵机构包括方向盘和转向传动轴等部分，负责将人力转向准确输入到转向器。 (2) 转向器主要将方向盘和转向传动轴的转矩放大，然后转化为机构摆动（一般指转向摇臂）或直线往复运动（一般指齿条轴）。 (3) 转向传动机构的主要作用是接受转向器输出的动力，执行转向器的动力，拉动转向轮胎，保证左侧和右侧轮胎转向角一致。 24 动小货车底盘的布置 微型电动货车底盘布置如图 4示： 图 123456781、本课题设计的车架由于是适合于微型电动货车的特殊用途，把车架和底盘设计成为一个整体，将车架和地盘的功能集于一体，简化了结构，却不缺少基本的货车行驶和