微型倒三轮电动车转向系统设计及其ADAMS仿真

《微型倒三轮电动车转向系统设计及其ADAMS仿真》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微型倒三轮电动车转向系统设计及其ADAMS仿真（59页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、武汉理工大学硕士学位论文微型倒三轮电动车转向系统设计及其 ADAMS 仿真姓名：郑胜敏申请学位级别：硕士专业：动力机械及工程指导教师：吴森20080501武汉理工大学硕士学位论文摘要本文是结合武汉理工大学与浙江凯凌集团合作的 “新型电动车研发的课题进行的研究，因此，课题组进行微型倒三轮电动车的开发。文章首先介绍当今汽车发展所面临的问题，发展微型电动车对于环保和节能等问题具有很大的优势，并且受电池和电网改造等技术因素的制约较少，是汽车从工具到作为地位和象征再到交通工具的回归，研发微型倒三轮电动汽车则具有很大的现实意义。也从以往电动车都为改装车的现状发展成为一种对整车各种系统进行的全新设计。微型倒

2、三轮车是前两轮后一轮的结构形式，前桥采用独立双摆臂式悬架系统，齿轮齿条式转向器，后桥采用单摆臂式悬架系统，使用电机一皮带轮驱动系统外形设计以小巧美观大方，反映中国元素是其总体要求，微型倒三轮车将是普通百姓的理想选择，但是我国市场尚属空白，但还需要国家政策的扶持。进行倒三轮电动车转向系统设计，文章首先论述转向系的性能要求及转向系的阿克曼特性，及各种转向器的结构特点最后进行转向器的选择；分析悬架与转向系的匹配关系及前轮的定位参数值对转向性能的影响，确定前轮定位参数的初步取值；对转向轮的运动规律进行数学分析及转向传动机构的布置方案，确定微型倒三轮车的转向传动机构的布置。通过对整体式转向梯形机构及断开

3、式转向梯形机构的比较，研究发现四轮车的转向梯形设计方法也适合微型倒三轮车转向梯形设计。根据微型倒三轮车的性能要求，确定选择断开式转向梯形机构，并计算转向梯形臂的长度 “，梯形底角“ ”，横拉杆两端球铰中心间距 “ ”，最后根据绘图法确定转向梯形断开点的坐标。根据以上的分析计算，以及选购的零部件，使用建立前悬架及转向系三维实体模型。根据所建立的三维实体的主要硬点的坐标尺寸、及零件的名称和连接点，进行建模，建立前双摆臂式悬架与转向系统的模型，在模块中，对转向系统内、外轮转角及阿克曼特性，使用悬架 “ 分析转向盘的力矩和磨胎半径，及转向梯形断开点进行仿真验证所建立的模型的可取性。通过仿真，获得了直观

4、的数据曲线，所设计的模型基本满足要求，为系统设计提供依据，最后进行整车装配并实验验证。经过试验，微型倒三轮性能样车的转向系统满足车辆的转向性能要求，也证明了倒三轮车是适应新能源电动车的一种全新车型且具有良好的市场前景。关键词：倒三轮电动车，软件，转向系统设计，仿真武汉理工大学硕士学位论文， ”，“（） ”， ， ， ? ? ? ； ， ， ， “ ；， ， ， ， ”， ，：，独创性声明本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学

5、位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中明确的说明并表示了谢意。研究生签名：期一彳关于论文使用授权的说明本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后遵守此规定）武汉理工大学硕士学位论文第章绪论当代汽车发展面临的问题内燃机汽车经过一百多年的发展壮大，其性能已经达到了至高的境界，在安全、环保、节能和廉价方面取得重大的进展。但是，内燃机具有很多缺点，正面临着严峻挑战，首当其冲的就是能源与环境问题。汽车自年月日诞

6、生以来已经经历了多年的历史，其中经历了三次重大的变革：第一次变革是美国福特汽车公司推出了型车，发明了汽车装配线，使世界汽车工业的发展从欧洲转向美国。第二次变革是欧洲针对美国车型单一、体积庞大、油耗高等缺点，开发了多姿多彩的车型。第三次变革是日本通过完善管理体系，形成精益的管理方式，发展经济汽车。经历了三次变革，汽车行业发展日新月异，更多的汽车被生产出来进入寻常百姓家庭。如今中国已经是世界上汽车保有量第三大国家，预计，到年，中国汽车保有量将超过万量。而目前作为汽车上主要的能源 石油，供应存在的矛盾日益突出：我国年已经成为石油进口国，年进口依存度，超过警戒线。年石油出现个突破：消费量亿吨，增长量万

7、吨，进口量亿吨，其中原油为亿吨，依存度达到，进年平均进口年增长万吨。美国每年石油消费亿吨，进口亿吨，依靠强大的经济政治军事力量获得，而我国要进口亿吨是非常困难的，由此可见，我国已经面临着石油能源危机。环境机动车辆运行对环境的影响主要是大气污染和噪声污染。世界卫生组织确认为类大气污染物质：一氧化碳（）、氮氧化物（）、悬浮颗粒物（）（包括尘土、烟灰、烟雾等）二氧化硫（）、铅（）等。机动车辆污染物主要有其中项。机动车是城市噪声污染主要来源之一。根据美国年公布的资料，在大气污染中，的来只于汽车，的来自汽车，的来自汽车，的来自汽车，的来自汽车。武汉理工大学硕士学位论文在城市环境中，机动车排放的和是城市空

8、气污染的最主要来源，城市空气污染是环境污染的一个重要方面，因为全球的人口生活在城市，并且世界城市化还在以每年的速度增加，越发达的地方城市化水平越高，欧洲城市化水平达到；同时城市建筑物、人口等的密度非常大，空气流通性差；世界机动车中保有量的绝大多数在城市，机动车辆的运行和排放水平极大的影响了城市空气质量水平。比如，洛杉矶市在年第一次发生光化学污染事件，此后年复一年在夏、秋季节不断发生，在年最严重，曾造成约名岁的老人死亡，年东京也发生过一次光化学污染事件，受害人达到人。洛杉矶的光化学污染事件造就了加州空气资源委员会在制定机动车辆污染物排放上的权威地位，世界第一部机动车辆污染物排放法规就是诞生在这里

9、，第一个机动车污染物控制装置就是在洛杉矶市使用，从此形成今天越来越严格的排放法规。见表欧洲排放标准。表欧洲排放标准【】法规车型实施时间名称（）（）（）（）（）汽油机形式认证欧柴油机一致认证汽油机形式认证欧非直喷一致认证柴油机直喷柴油机汽油机形式认证欧柴油机一致认证汽油机形式认证欧柴油机一致认证武汉理二大学硕士学位论文发展电动汽车的优势电动汽车用电能作为驱动能源，电能是一种二次能源，是由其他能源转换来的，目前应用范围最广的是利用煤作为矿物燃料实现火力发电，煤占全世界矿物燃料储藏量的，广泛分布于世界各地，而石油和天然气只储存在特定的地域，仅占世界矿物燃料储藏量的和，而且火力发电对大气环境造成的污染

10、范围上也相对内燃机汽车要小得多。同时，获得电能的其他途径也非常丰富，包括太阳能发电、风力发电、水力发电、潮汐能发电、核能发电等等，电能的获取过程中的环境污染比较小，成本也比较低，是一种取之不尽，用之不竭的 “绿色能源”。而且，电能作为车用能源，在使用过程中能实现 “零排放 ”，所以将电能作为汽车动力源，不仅具有经济优势，而且能减轻交通运输对石油的依赖，能使 “柴油慌、 “汽油慌 ”等名词不再出现在人们的视野。电动汽车发展的发展和现状国外的发展状况，德、日、法、美这几个汽车工业发达国家，到目前为此都己研制出实用的电动汽车，其中包括大客车、轿车等。美国美国几大主要汽车制造商已广泛深入地开展了电动车

11、的研究，其中通用汽车公司是电动汽车行业的领导者。通用与美国能源部合作，用电池取代铅酸电池，使电动车一次充电行驶距离达到，年美国三大汽车公司签订协议，合作研究电动汽车用先进电池，成立先进电池联合体。同年月美国电力研究院参加了美国先进电池联合体，月布什总统批准了亿美元拨款资助此项研究。福特汽车公司投资亿英镑开发电动汽车，年研制成功，现己生产辆，分赴美国各地进行试运行，采用个钠硫单元电池，取代原来的铅酸电池。通用汽车公司在洛杉矶展出 “冲击电动轿车，年生产辆。年美国电力研究院、克莱斯勒公司与南加州爱迪生公司共同开发辆电动货车，年月统计数据，美国现有家电动汽车生产企业，共有电动汽车多辆。武汉理大学硕士

12、学位论文日本日本政府特别重视电动汽车的研发，年日本通产省就制定了电动汽车的开发项目，日本通产又制定了 “第三届电动汽车普及计划，提出到年日本电动汽车的年产量达到万辆，保有量达到万辆。日本大阪市由市政府、大发汽车公司、蓄电池公司和电力公司共同促进电动汽车的地方发展，采用优惠的租赁方发来鼓励用户购买电动汽车。并建立个快速充电站，促使电动汽车的推广。法国法国标致一雪铁龙与雷诺两大汽车公司一直在积极研制，年的和电动货车投入生产，年将标志和雪铁龙电动车投入生产。法国能源部、标志一雪铁龙公司和罗切里市签订协议从年月开始，该市试用标志和雪铁龙改装的电动轿车辆，并在该市建立个公共地面充电站，个快速充电站，年月

13、辆电动轿车己行驶万公里，法国政府计划在巴黎等个城市中继续推广电动车。德国德国政府十分重视电动汽车的开发，并鼓励用户购买电动汽车。年在拜尔州投入了辆电动汽车运行。拜尔州还拨款万马克，用于资助用户车价的来购买电动汽车。另外，汉堡市也采取资助用户车价的来鼓励用户购买电动汽车。德国政府指定奔驰汽车公司和大众合资建立的德国汽车工业有限公司的科技开发机构，年德国政府拨款万马克，在吕根（）岛建立欧洲电动汽车试验基地，对辆电动汽车和电动汽车的试验系统工程进行长达年的大规模试验。我国在国家科委和机械工业部的领导和组织下，我国电动汽车得到了迅速发展，年月成立了中国电工技术学会电动车辆研究会，统筹规划了我国电动车辆

14、单元技术的研究、开发和技术攻关等工作，组织单元器件的分工配套生产和电动车辆整车的试制和试验工作，试制出我国第一批电动车辆。我国还在广武汉理工大学硕士学位论文东省汕头市南澳县建立了第一个电动汽车示范场地，对电动汽车进行大量的研究和试验。年在北京举办了 “北京国际电动汽车及代用燃料汽车技术交流、研讨会暨展览会，欧、美、日各国展出了世纪年代所开发的新型电动车辆，我国也有多种电动车辆参加展出。年月 “第届国际电动车会议暨展览会又在北京召开，欧、美、日各国派出大型展团，展出了跨世纪的电动车辆、高能电池、新型控制装置等先进产品和先进技术，对发展我国电动汽车事业提供了各种宝贵信息和电动汽车的模式。推动了我国

15、电动汽车的快速。微型电动车微型倒三轮车是电动车设计的新概念以往，设计开发电动车基本都是在原有车辆上进行改装动力系统，而要达到原车辆的动力性能要求必然要对车辆动力系统提出更高的要求，因此就出现诸如蓄电池技术、电网改造技术等方面的技术制约，而微型倒三轮车是一种全新的设计，不管对底盘、外形、还是动力系统来说都是一种全新的设计，跳出了传统电动车设计的框框。微型电动车特点是重量轻，体积小，设计时速较低，适合作为上下班代步用车，以及老人接送小孩上学使用等，道路行驶上具有行驶里程小的特点，其使用特点类似如今大量使用的电动自行车，非常适合我国的国情。因此不需要使用与燃油相同质量的蓄电池，减少了蓄电池对微型电动

16、车的制约，和更进一步降低了车重，减少了钢材等材料的使用。另外，短途旅行不需要使用高容量的电池组，加上当今电池充电技术的进步，使得微型电动车可以用常规电源进行充电，如同电动自行车，因此对电网及电力系统的冲击也降低到比较低的限度。而且，发展节能环保的和谐社会的大背景下，燃油汽车发动机无论技术能做到多先进，宣传得多省油多低污染，但是还是会大量消耗和排放大量废气。而微型电动车车型小巧，尽可能减少钢材等的消耗，使用电能作为动力源，无废气污染，还我们蓝色的天空，由此可见，发展微型电动车是从观念上改变节能概念。微型电动车是汽车发展的回归众所周知，在汽车的发展历史上，人们是将汽车作为一种交通工具来发明武汉理大

17、学硕士学位论文的，从而使人们的生产生活得到了巨大的进步。早期由于科技的落后，汽车的生产量少，从而只有富有的人才可以拥有的奢侈品，成为了身份的象征，直到福特先生发明了汽车流水生产线，汽车才逐渐平民化。而我国，人们的富裕程度还难以和发达国家相比，汽车还是一种身份的象征，购车成了我们平民百姓一生中的“重大决策来考虑，汽车离真正意义上的 “工具还相差甚远。而发展实用、低速节能、价格便宜的微型电动车，将会是汽车发展的回归。微型电动车低速行驶，作为上下班、以及接送小孩上学等短途交通工具，细分了汽车市场，在现在节能环保的呼声越来越成为主流的情况下，这种重量轻、车速低的微型电动车无疑将是其有力的支持者。希望微

18、型电动车的出现能再现福特汽车当年的创造的辉煌，实现汽车发展的回归。课题研究的内容及意义本论文研究的内容设计一种底盘是倒三角形三轮电动车，前轴两轮为从动转向轮，后轴一个驱动轮与前两轮形成等腰三角形分布。我们主要工作内容包括如下几个方面：（）研究汽车底盘系统设计方法及步骤，打下坚实的理论基础，并进行微型倒三轮车概念设计。（）分析当今国陕倒三轮车的发展情况，进行微型倒三轮电动车的市场分析。（）进行转向系统的设计及部分零部件的选型，确定转向系统设计方案。（）进行转向梯形设计，确定转向梯形各参数的取值，为设计设计零部件提供数据。（）根据选型的部分零部件，使用软件绘制非标准零部件的加工零件图和选型的零部件

19、三维图，进行零部件的虚拟装配。并根据三维图确定各主要硬点的坐标，建立模型，进行运动分析，并根据分析结果优化零件图。（）根据三维图制作二维工程图联系加工厂生产零部件。（）装配整车进行实车实验。武汉理工大学硕士学位论文课题研究的意义目前国内、外研究纯电动汽车的有很多企业及院校，在技术上相对都比较成熟，但是很多都是采用改装车辆动力系统的方法设计电动车，经济性及实用性上还是没有能达到所期望的水平，并且由于电网的供电能力的局限性，使得电动汽车没有能走入寻常百姓家里。在中国，人们都有这样的观念：买得起车但是养不起车。在这样的形式下，电动自行车发展如雨后春笋，这种小型实用的电动自行车成为人们重要的交通工具。

20、但是电动自行车也有其天生的缺陷即安全性差等问题，因此，如果能研发相对一种微型的、价格便宜的、维护简单的、安全性好的微型电动车以替代电动自行车或者已经逐步被禁用的摩托车，使人们的出行更方便，何乐而不为呢？而且，我国市场依然空白，具有广阔的市场前景，微型电动车是一种小巧且重量轻，因此耗能较低，响应节能和环保大背景，本课题也应浙江凯凌集团的要求，着手进行该车型的研究与开发。武汉理工大学硕士学位论文第章微型倒三轮电动车的设计及市场分析三轮车概念三轮车汽车诞生的时候，三轮汽车就已经出现了，近年来，为了解决能源危机、环境污染和交通堵塞等问题，三轮汽车在微型汽车的行列中的数量不断增加。世界各国汽车制造商争先

21、恐后地研制出各种三轮汽车，在欧洲和日本，三轮汽车取得了很大的发展。这些新型结构的三轮汽车用于人员运输时，给人一种全新的驾驶感受。三轮汽车底盘结构简单，与四轮汽车相比，它减少了质量和成本。月，德国的卡尔 ? 本茨在曼海姆制成汽油发动机三轮汽车，应该注意的部分，是卡尔 ? 奔驰因为不满意当年早些时候设计出的四轮车的操控性能，特地将它制造成了三轮车，这让后世的设计师在缅怀先辈的功勋时，不得不意识到先辈对汽车形式的最初定义。所以，他们纷纷用自己的想象，来完成向先哲的致敬 是三轮，不是四轮或者其他。人们常说驾驶三轮汽车危险，这正是三轮汽车令人激动的一面。在多弯道路上，驾驶着三轮汽车会使人们感受到一种生活

22、中少有的刺激，而事实上，三轮车并不危险。三轮车的布置形式三轮汽车车轮主要有两种布置形式：主要是单轮前置正三轮、单轮后置倒三轮】。、单轮前置正三轮车。单轮前置正三轮汽车的布置具有一种形体美，窄的前端宽的后端车体组合成一种自然的形状。车上两座并排布置，乘客面向前方。三轮汽车车宽正好是两位乘员的肩宽加上必要的活动空间，在乘客的脚下，宽度变窄，这种基本的造型更适合人体的坐姿和车身的流线型。单轮前置三轮汽车，在制动时车辆抗翻能力增加。、单轮后置倒三轮车。单轮后置倒三轮汽车，制动不会产生任何问题，它可以抵消由转向引起的向外的作用力，足以阻止翻车。相反，在加速时，汽车后部产生一种向外的合力，使抗翻能力减弱。

23、然而，加速时产生的力明显比制武汉理工大学硕士学位论文动力小，结果，单轮后置倒三轮车产生不希望的合力幅值明显比单轮前置小。另外采用单轮后置的形式，还可以减少差速器等复杂零件，前轮再采用独立式悬架系统，使车辆的乘坐舒适性比单轮前置形式更佳。而本文的主要研究对象就是单轮后置的倒三轮电动车。倒三轮电动车类型现在提起三轮汽车，一百多年前的汽车始祖 奔驰三轮车将不再是人们的唯一联想，今天的三轮汽车绝非是单纯的复古，倒三轮的创新技术、新技术新材料的运用，新生的三轮汽车已经是性能、节能的又一个代名词。微型电动是其发展的趋势。国外倒三轮电动车使用状况在欧美等国家人们对电动车的需求从没有像今天这样强烈。电动车虽然

24、车速不高，继航能力也有限，在福特公司的人回答说，典型的市区轿车应该是这样：低速短途，一名乘客和一只手提箱。根据权威机构的一项调查事实说明（美国的出行者中有的人每天的活动半径不会超过公里，而其中的的人又是独来独往的。根据这样的数据为美国的公司生产种称为 “麻雀的单人袖珍电动汽车提供了充分的市场依据。而 “麻雀 ”单人袖珍电动倒三轮车，在美国一上市，便引起了轰动。在排放法规最为严格的，州，这种电动的 “麻雀 ”随处可见，无论是在自家的后花园，还是超市门前，抑或美丽的海滨公路， “麻雀 ”的身影总是能引起路人的关注。以 “麻雀为原型进行改装的其它交通工具也大行其道，包括送货车、电动邮车、电动游览车等

25、。随着能源危机和石油价格上涨的压力，这种轻便、环保的电动倒三轮小车越来越受到大家的欢迎。另外瑞士的 “萨姆 ”和大众三轮 “ ”也都因为小巧轻便、安全环保、价格适中受到消费者的追捧儿。国外三轮车发展的政策各国政府在大力扶持大型汽车集团的同时，纷纷采取投资、税收优惠、政府补贴促进消费的政策，促进电动车的发展，以 “双战略促进电动车产业的发展。双 战略即用（推）矛（拉）两种力量促进事业的发展【。武汉理工大学硕士学位论文推：建立严格的空气污染治理法律和节能法规，限定非电动汽车的生产与消费，例如，美国有空气清净法、国家能源法，强制性要求各汽车公司电动汽车的销售量达到总销售量的一定比例。日本有汽车污染防

26、治法，强制要求政府各机构必须逐年增加电动汽车保有量的比例；在瑞士，旅游观光基地禁止行驶燃油汽车等。拉：制定各种研发计划、优惠政策，投入资金，鼓励研究、生产、经销和消费电动汽车。欧盟的 “明日汽车行动计划 ”、美国的 “自由车计划 ”，还有日本的 “低公害车开发普及行动计划 ”等，都为发展电动交通工具提供了土壤。代表着当代先进水平的福特汽车公司的、通用汽车公司的、丰田汽车公司的等得到迅速发展。倒三轮车代表产品美国的 “麻雀 ”电动车它的设计思想很简单 是单人座椅，单轮后置式三轮电动车，较轻的车重（满载），电池动力（个），直流电动机。公司将其定位成上下班的代步工具。这种 “麻雀 ”电动汽车车体很小

27、（长、宽、高是），停车方便，时速到公里，最高时速公里。人们把它描述成类似于摩托车的电动汽车。如图所示。图美国的 “麻雀 ”电动车武汉理工大学硕士学位论文瑞士 “萨姆 ”电动车“萨姆 ”电动车是一前一后双人座椅，单轮后置式三轮电动车，较轻的车重（满载），电池动力。公司也将其定位成上下班的代步工具。这种 “萨姆 ”电动汽车车体也很小（长、宽、高是 ）如图所示。图瑞士的 “萨姆 ”电动车倒三轮电动汽车结构设计倒三轮车底盘设计前桥系统倒三轮车底盘前桥系统。倒三轮车是前两轮后一轮的结构形式，前悬可以采用独立式悬架或者非独立式悬架，但是，当今人们对安全性以及舒适性等生活品味的已有很大的提高，而倒三轮电动车

28、设计的主要目标是为替代比较危险以及舒适性较低的摩托车及电动自行车，因此，前悬架采多用独立式悬架系统。独立式悬架系统又有双摆臂式和麦克弗逊式独立悬架，这两种悬架系统各有优势。微型倒三轮采用后轮驱动，而且车型一般比较小巧，为了减少车辆的前端高度，基于以上原因，多采用双摆臂式独立悬架，比如，美国的“麻雀车 ”，瑞士的“萨姆 ”等比较典型的微型倒三轮车都是采用双摆臂式悬架系统。前桥系统中，还有一个重要的系统是转向系统，为了降低成本，倒三轮电武汉理工大学硕士学位论文动车太多用齿轮齿条式转向器，此类转向器具有质量轻价格便宜等特点，且完全能满足性能的要求。但是微型倒三轮电动车是为了替代摩托车，小巧是其最基本

29、的特点，因此，车宽就有了一定的限制，而且前排座位仅为单司机座，方向盘置中，再加上转向系断点位置等诸多因素，必须考虑齿轮齿条式转向器的长度问题，如采用侧边输入中间输出的齿轮齿条式转向器，将会是很好的选择。后桥系统倒三轮车只有一个后轮，因此它的后轮悬架就将可以做成更简单的形式。可以采用单摆臂式，也可以使用双平行摆臂式悬架。采用单摆臂式独立悬架，如美国的 “麻雀车 ”就是使用单摆臂式悬架，如图所示。在保证车辆的稳定、安全性的前提下，采用单摆臂式悬架可以更方便地更换轮胎。但是采用单摆臂式悬架设计难度比较大，对摆臂的强度和结构安装要求比较高，而且悬架减振器、制动器以及皮带盘都装在同一边，因此安装难度比较

30、大。图 “麻雀车 ”后轮悬架系统采用双摆臂式独立悬架，如瑞士的 “萨姆 ”就是使用双摆臂式悬架，如图所示。采用双摆臂式悬架就要考虑更换轮胎的方便性，但是对双摆臂式悬架的对成布置形式更符合我们中国人的审美观点。武汉理工大学硕士学位论文凄鞫勰鲢垂图 “萨姆 ”底盘悬架系统根据以上的分析，我们选择了单摆臂式独立悬架系统，设计结构示意图如图所示。图后悬架结构示意简图减振器，后半轴，皮带盘一后摆臂，车轮底盘驱动系统微型倒三轮电动汽车，更适合采用后轮驱动的形式，因为体积本来就比较小，前轮有悬架减震系统和转向系统，以及车辆的电子控制部件也放在车体前端，因此，采用后轮驱动笔者认为是最佳选择，后轮驱动可使用的驱

31、动方式有：）电机、皮带轮驱动系统：）轮边电机驱动系统；）轮彀电机驱动系统。以上的三种方法中，使用电机、皮带轮驱动系统比较常见，该方法即简单武汉理工大学硕士学位论文成本低，又容易布置，但是必须安装有张紧装置，否则在起步、加速、上坡等需要加大转矩的时候，容易引起皮带 “打齿 ”现象，此外，皮带还需要阻挡限位装置，不然皮带也较容易脱落，从而引发事故。但是以上这些问题也都是可以克服的。使用轮边电机，由于采用的是独立悬架系统，因此必须将电机驱动系统安装在悬架，以保证电机驱动轴与轮胎同心，因此，在电机各参数中，尺寸和重量成为考虑的主要因素，现在采用轮边电机仍然有一定的难度。随着电机技术的进步，已经可以设计

32、出外形小，功率大的轮毂电机，如果采用轮毅电机，电机就可以安装在轮辋内，不仅美观而且减轻了车重，使车辆后轮各系统的布置更简便，而且占用车身的空间小了，电动车的外形可以做得更加美观大方，能做出更符台我们中国人审美观点的车来。根据我们的实际情况以及车辆的成本预算，我们选择了相对简单及成本较低的电机、皮带轮驱动系统。造型概念设计在我国，人们购买汽车往往将车辆的外形作为重要的标准，因此，将倒三轮电动车的设计成什么样一直困扰着我们，加上我们不是美术设计的行家里手，给我们的工作带来了很大的困难。设计外形首先考虑的车型的定位，微型倒三轮车的目标就是替代安全性和舒适性比较差的摩托车和电动自行车，因此，外形小巧，

33、美观大方，反映中国元素是其外形设计的总体要求，最后，我们委托艺术设计专业的专家为我们设计外形。最后，我们选择了如下图所示。图外形设计方案草图武汉理工大学硕士学位论文我国微型倒三轮电动车的市场分析市场优势这样的微型倒三轮电动车在我国具有的市场优势有如下几点：（）微型：流线型全封闭或半封闭电动三轮车，成本造价低廉、外形时尚、新颖。适于在狭窄的城市街道穿梭行驶，停车容易，目前在中国的市场依然是空白的。（）响应当今环保节能的趋势：目前，由于汽车、摩托车对城市大气污染的程度越来越高，在许多大城市如京、津、沪、穗已明令禁止燃油摩托车、燃油助力车上牌照，而且汽车、摩托车不管技术有多进步，性能不管有多优越，耗

34、能量和对大气污染水平也不会有质的改变，而微型电动车的节能、环保的特性无疑为微型电动车提供了广阔的发展空间，受到人们的青睐。面向城市工薪阶层、城乡中老年人和残疾人，开发这种具有轻便快捷、节能省力、安全可靠、无污染排放、噪声低、机动灵活、环保等优点的微型倒三轮车，是理想的市场机会。该项目在全国尚属于空白市场，市场潜力巨大，前景光明，涉及到交通、旅游、环保和广告领域，未来利润空间极大。（）性能安全：根据前面的节分析介绍可知，倒三轮车也具有较高的抗翻能力，而且课题组所研发的微型倒三轮车采用方向盘操作，简单易行；前轮为独立式悬架系统，稳定安全；车速为左右，而且采用全封闭车身，安全性绝对是电动自行车和摩托

35、车所无法比拟的。因此微型倒三轮车将会摘掉“危险车的这个三轮车的代名词。（）价格便宜且实用：现在的汽车买得起未必用得起，骑自行车要受日晒雨淋，而自行车与汽车之间存在一个明显的价格断层，因此，一种防风防雨防冰雪、安全实用、省时省力省钱、买得起用得起的短途平路交通工具，是普通百姓的理想选择。（）主要目标：是解决普通市民（工薪阶层，双职工，三口之家，人到中年，月薪元，家庭年收入元至元，消费倾向实用、急需）每天上下班和周末短途郊游（以公里为半径）的交通需要，他们需要一种防风防雨防冰雪、安全实用、省时省力省钱、买得起用得起的短途平路交通工具。由此可见，这样的微型三轮电动车是我们普通老百姓理想选择。武汉理工

36、大学硕士学位论文市场前景节能环保是新时期和谐社会的基本要求，而电动车辆环保、低能耗、无空气污染等优点正好解决了这方面的问题，所以发展电动车辆是我国未来交通发展的必然趋势。电动车作为一种清洁的、高效的新世纪交通工具。全国人大常委会成思危副委员长指出， “要抓住机遇，努力工作，争取把我们国家电动自行车和电动汽车的发展推向一个新的阶段 ”。中国科学院院士何祚庥等专家也纷纷表示对电动车发展的支持，并呼吁：解决城市交通问题，应该大力发展电动车产业，并非常乐观地认为，电动车最终可以取代燃油车。对普通老百姓来讲，最明显的事实是汽车太贵，耗油高，买不起也用不起，即使买得起，而如今油价上涨如雨后春笋 节节高，负

37、担也很高。而自行车又太累不想骑，公交车人太多，不想挤。许多城市禁止发放摩托车牌照，电动车是最适合老百姓的。行业统计数据显示年我国电动自行车产量仅为万辆，年为万辆，年为万辆。年道路交通安全法规定电动自行车可以作为非机动车上路行驶，实施以来，我国电动自行车行业呈现出产销两旺的良好势头。年电动自行车产量万辆，产值亿元。年销售量超过了万辆，销售规模在亿元左右。不仅如此，电动自行车整车生产企业也从原有的十多家迅速增长到近千家，从业人员万人左右，与之配套的厂家更是数以千计。据估计全国亿辆自行车用户中至少有亿将成为电动车的用户，总计将达到亿元的市场。行业竞争激烈，目前行业中申领电动车生产许可证的已经达到上千

38、家，良莠不齐。小品牌利用低价优势取得小区域的市场，但是不能确保质量和售后服务，而且目前市场上产品千篇一律，缺乏有独特亮点的创新产品。同时，行业逐步由混乱走向成熟，市场发育比较成熟的地方如江浙沪一带，品牌已经开始洗牌，小规模的品牌已经悄悄退出市场，最终大品牌的优势会越来越突出。根据以上的数据可见，现在人们的购买能力提高了，越来越向往更高品质的生活，为了出行的方便，纷纷购买便宜又实用的电动自行车，促进了电动自行车也的井喷式的发展，而每台标准型三轮车的总成本约元左右。按出厂价元左右计算，市场零售价元计算，厂家和经销商都有很大的利润空间，市场渠道相对容易建立。由此可见，如电动自行车业般快速发展的景象将

39、会再次体现在微型电动三轮车上。武汉理工大学硕士学位论文推动微型电动三轮车的途径根据如上所分析，微型倒三轮电动车具有广阔的市场前景。虽然电动车不是什么新鲜的东西，但是确是种新兴的产品，因此微型电动车不仅要个国家的政策还需要正确的发展途径【】【。建立技术创新平台目前我国电动倒三轮车项目尚处于开发研制阶段，还没有形成生产规模，我们的技术力量分散，无法实现突破性的创新。因此，要实现跨越式发展，只有建立微型电动三轮车技术创新平台，提倡研发体系中的联合研发和合作研发，明确企业在官产学研合作体系中的核心地位，改变我国企业只能与跨国公司打价格战，而不是进行差别化战略的劣势。在这种情况下，有必要提倡同业或上下游

40、企业的联合研发和合作研发。政府应该鼓励小企业多参与国家创新系统和企业创新体系，只有建立微型电动三轮车技术创新平台，聚集科技人才和科技成果，才能实现新一代关键技术的突破。创建自主的知识产权电动倒三轮车技术及产业的广泛关联性决定了电动汽车的开发是一个跨行业、跨部门、跨地区的产学研联合、产业创新的系统工程。实践证明，充分保护知识产权，建立公开、公正、公平的市场环境是必须的，但是从我国发展实践出发，过高的标准和承诺将损害而不是促进我国企业自主创新能力，也不能促进我国的产业竞争力和产业安全。在发展的关键时期，我们必须通过政府组织，充分发挥企业的主动作用，实现新一代交通工具和技术的突破，取得电动倒三轮车产

41、业的发展主动权，使我国在这一领域拥有自己的知识产权。政府政策支持政府作为市场经济的宏观调控者，其基本职能就是创造更开放宽松的体制软环境，如提供一个低税费、多鼓励的制度软环境、积极合理地运用税收政策、产业政策这两根经济杠杆刺激电动倒三轮车的发展，并能根据地区的资源、人文、地理优势等实际条件对电动倒三轮车产业进行合理布局，实现区域政策和产业政策的有机结合。在消费政策方面，采用对购买电动倒三轮车的消费者给武汉理工大学硕士学位论文予减免消费税或其它各种税费征收等政策，刺激消费者购买这种新兴交通工具，扩大电动倒三轮车的市场份额。小结根据分析，微型电动三轮车具有良好开阔的市场前景，但是目前我国电动倒三轮车

42、尚处于研发阶段，还没有形成生产规模，相对于美国等发达国家还存在一定差距。因此我国应该尽快采取相应的措施，加快电动倒三轮车的研究试验工作，促进我国微型电动三轮车这一新兴市场的形成，并出台鼓励微型电动三轮车使用的政策，促进我国电动汽车研制、生产、使用同步发展，使电动倒三轮成为继电动自行车的另一个利润增长点，实现汽车使用观念的回归。武汉理工大学硕士学位论文第章软件在汽车仿真中的应用软件概述（） 】，即机械系统动力学自动化分析软件包）是由美国机械动力公司开发的。由于该软件采用的比较先进的计算方法，大大地缩短了计算时间，其精确度也相当高，因此，被广泛应用于机械设计的各个领域。一般分析功能如下：（）可有效

43、地分析三维机构的运动与力。例如可以利用来模拟作用在轮胎上的垂直、转向、陀螺效应、牵引与制动、力与力矩；还可应用进行整个车辆或悬架系统道路操纵性的研究。的非线性方程，而且可进行线性近似。（）可分析运动学静定（对于非完整的束或速度约束一般情况的零自由度）系统。（）利用可模拟大位移的系统。很容易处理这种模型（）对于一个或多个外自由度机构，可完成某一时间上的静力学分析或某一时间间隔内的静力学分析。（）有线性系统模态分析、力输入运动以及模拟控制系统的能力。在汽车仿真中的应用的优势汽车是一个复杂的多体系统，外界载荷的作用更加复杂多变， “人一车一路 三位一体的相互作用使汽车动力学模型的建立、分析、求解始终

44、是一个难题随着数字技术的快速发展，虚拟样机技术随之产生，目前已在国内外产品开发中得到广泛的应用，它不仅大大缩短了产品开发时间，还节省了高昂的制作大型物理模型的费用，避免了试制过程中的大量风险。是虚拟样机技术在机械系统动力学仿真分析应用中的杰出代表，它以多体系统动力学理论为基础，为汽车的动力学分析提供了强有力的工具卜。武汉理工大学硕士学位论文仿真动力学仿真动力学仿真一般采用多体动力学原理，进行求解汽车系统动力问题，这是一种高效率、高精度的分析方法【】【】。多体动力学简介多体系统动力学，包括多刚体系统动力学和多柔体系统动力学，是研究多体系统运动规律的学科，这种多体系统一般由若干个柔性和刚性物体相互

45、连接所组成，其结构和连接方式多种多样，因而动力学方程式一般都是高阶非线性方程，特别是多柔体系统动力学的动力学方程是强耦合、强非线性方程，这种方程目前只能通过计算机用数值方法进行求解。随着多体动力学的发展，目前应用于多刚体系统动力学的方法主要有以下几种：牛顿一欧拉法（）、拉格朗日方程法、图论（）法凯恩方法、变分方法、旋量方法等。应用于多柔体系统动力学的方法可以分为三类：第一类为牛顿一欧拉（）句量力学法，第二类为拉格朗（）方程为代表的分析力学法，第三类为基于高斯原理等具有极小值性质的极值原理法。多体动力学在汽车仿真中的应用由于汽车的工作情况、使用环境的复杂多变，汽车动力学研究中的建模、分析和求解一

46、直困扰着研发人员。多体动力学的迅速发展，为汽车动力学的研究提供了一个方便快捷的手段。由此，汽车动力学研究的力学模型逐渐由线性模型发展到非线性系统模型；模型的自由度由二自由度发展到数十个自由度，甚至到数百上千个自由度。模拟计算也由稳态响应特性的计算发展到瞬态响应特性和转弯制动特性的计算。现在国内外的各主要汽车厂家和研究机构安装使用了大量的以为代表的多体系统动力学分析软件，并与有限元分析、模态分析、优化设计等软件一起形成了一个研发系统，在汽车设计开发中发挥了重要的作用。应用多体系统动力学理论解决实际问题时，一般有以下几个步骤：（）实际系统的多体模型简化；（）自动生成动力学方程；（）准确地求解动力学方程。总之，多体系统动力学方法求解汽车系统动力学问题是一种高效率、高精度武汉理工大学硕士学位论文的分析方法，然而在解决实际问题时如果处理不当，将使工作量大大增加，得不到满意的结果，应用中要根据具体情况和所研究的问题性质选择最有效的分析方法。的分析和计算方法采用世界上广泛流行的多刚体系统动力学理论中的拉格朗日方程方法，建立系统的动力学方程。它选取系统内每个