電動風(fēng)力小汽車

洛陽理工學(xué)院科技制作一電動風(fēng)力小汽車電動風(fēng)力小汽車自二十一世紀(jì)以來，伴隨著全球環(huán)境的惡化，我們開始開發(fā)新型環(huán)保節(jié)約型能源。隨著社會的發(fā)展，我們的生活條件日益改善，人們的代步工具----小汽車已走進(jìn)了千家萬戶。汽車發(fā)展史分為蒸汽機(jī)發(fā)明前、蒸汽汽車的問世、大量流水生產(chǎn)汽車開始等三個階段。短短幾年時間，汽車已經(jīng)從一種實驗性的發(fā)明轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)最廣、工業(yè)技術(shù)波及效果最大的綜合性工業(yè)。然而近幾年來，很多人都在研發(fā)新型能源汽車即：除汽油、柴油發(fā)動機(jī)之外所有其它能源汽車.包括燃料電池汽車、混合動力汽車、氫能源動力汽車和太陽能汽車等。本次科技制作我們以“保護(hù)環(huán)境，人人有責(zé)”的理念制作了電動和風(fēng)力相結(jié)合的電動風(fēng)力小汽車。我們用電動機(jī)提供動力、齒輪傳動及風(fēng)扇為主要構(gòu)件設(shè)計了它的主要結(jié)構(gòu)。然而我們制造的電動風(fēng)力具有以下幾點優(yōu)勢：（1） 能夠較好的完成最基本的功能要求，結(jié)構(gòu)靈活。（2） 能夠?qū)崿F(xiàn)合理的傳動比的要求，保持機(jī)構(gòu)之間的和諧運作。（3） 能夠有效節(jié)省電源。（4） 能夠有效解決實際問題。（5） 盡量減小機(jī)構(gòu)之間的摩擦，實現(xiàn)功耗降到最小狀態(tài)。關(guān)鍵詞：環(huán)保，風(fēng)力，小汽車電動風(fēng)力小汽車 錯誤!未定義書簽。摘要 錯誤!未定義書簽。前言 錯誤!未定義書簽。TOC\o"1-5"\h\z第1章背景概述 2電動風(fēng)力小汽車研究報告 2第2章設(shè)計方案 .4\o"CurrentDocument"2.1提出問題 4\o"CurrentDocument"2.2解決思路 4\o"CurrentDocument"第3章設(shè)計計算 5\o"CurrentDocument"3.1車輪傳動設(shè)計方案選擇 5\o"CurrentDocument"3.2扇葉傳動設(shè)計方案選擇 5\o"CurrentDocument"3.3運動簡圖及傳動比計算 6\o"CurrentDocument"3.4模型零件的組成及尺寸 6\o"CurrentDocument"第4章設(shè)計創(chuàng)新點 9\o"CurrentDocument"創(chuàng)新要點簡述： 9總結(jié) 10\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 12-XX.刖言在如今經(jīng)濟(jì)十分發(fā)達(dá)的二十一世紀(jì)，各種資源緊缺問題已成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展、居民生活水平提高的制約因素。我們要清楚地認(rèn)識到這個嚴(yán)重的問題，提倡“節(jié)約能源從我做起”于是我們設(shè)計了這款在風(fēng)力輔助下可以更好、更快運動的電動風(fēng)力小汽車。主要在于，節(jié)約資源，減少因路上突然汽車燃料不足和電力不足而產(chǎn)生的突發(fā)意外情況?，F(xiàn)在國內(nèi)外都有研究，利用風(fēng)力帶動小汽車的運行，并有很大突破。中國農(nóng)民發(fā)明了小型風(fēng)力汽車，該農(nóng)民發(fā)明的風(fēng)力小汽車。在國外很多以環(huán)保為理念的風(fēng)力汽車技術(shù)漸趨成熟，已經(jīng)有很多在路上了，但還沒有大范圍推廣。以國外的風(fēng)力電動車為例，風(fēng)力發(fā)電裝置能夠發(fā)出的電量可以供車輛行駛的準(zhǔn)確距離，與車輛自重會有很大關(guān)系。現(xiàn)在車子本身因不太考慮舒適性、安全性等必要性能，這個距離可能會比較長，但今后推向市場，這些就是不得不考慮的內(nèi)容，而這些參數(shù)的變化，就會直接影響到風(fēng)力電能的實際效用。技術(shù)背景已知電動汽車是用市電為汽車的蓄電池充電作為其動力來源，電動汽車作為節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品雖大力推廣多年，還是不能成為汽車的主流，原因是現(xiàn)行電動汽車存在以下不足：一是用市電充電擠占本已緊張的市電資源，；二是充電放電過程都會造成能源損耗，讓電動汽車節(jié)能大打折扣；三是因為現(xiàn)在市電主要靠火力發(fā)電供應(yīng)，若大量的電動汽車用市電充電，勢必會加大火電廠發(fā)電供應(yīng)，結(jié)果是增加煤、油礦物燃燒等增加二氧化碳的排放，讓電動汽車環(huán)保性名不副實；四是每次充電時間長，一般要3-10小時才能把蓄電池充滿；五是蓄電池容量有限，一次充電行駛里程大都在200公里左右。由于存在這些問題限制了電動汽車的推廣使用。就是目前少見的利用裝置光伏電池或風(fēng)力發(fā)電機(jī)為電動汽車充電的電動汽車，由于所能提供補(bǔ)充電能太小而使成本增加但對解決上述問題沒有多大意義。本發(fā)明的工作原理是，當(dāng)電動汽車一次充電后，在正常天氣正常行駛情況下，利用太陽能和風(fēng)能發(fā)電為電動汽車補(bǔ)充電能。汽車在行駛中前擋風(fēng)玻璃的上升氣流聚集匯入上風(fēng)道，尾部氣流會產(chǎn)生負(fù)壓，從兩側(cè)風(fēng)口進(jìn)入風(fēng)機(jī)氣流流速會增大，都能為風(fēng)力發(fā)電機(jī)提供強(qiáng)大的風(fēng)力，可基本解決電動汽車電能補(bǔ)充問題。電動風(fēng)力小汽車本發(fā)明是一種在電力驅(qū)動下，風(fēng)力起輔助驅(qū)動的省電、節(jié)能、環(huán)保的裝置，主要解決電動汽車用市電充電再放電浪費電能、充電時間長、續(xù)駛里程短、運營成本高、難以推廣等問題。能夠大量減少充電次數(shù)和充電浪費，從而降低運營成本，實現(xiàn)能源循環(huán)利用，使電動汽車成為真正意義的環(huán)保節(jié)能電動汽車。我們受到了中國一位農(nóng)民唐某的啟發(fā)，做了這個作品一一電動風(fēng)力小汽車。該農(nóng)民發(fā)明的風(fēng)力小汽車通體藍(lán)色，1米高、3米長，車頭裝著風(fēng)扇，車尾裝著尾翼。小車雖小，卻五臟俱全。老唐說，他的工作現(xiàn)在已經(jīng)處于瓶頸狀態(tài)，最盼能有汽車設(shè)計方面的專家來評點一下他獨立設(shè)計的“風(fēng)力發(fā)電”驅(qū)動模式?！拔椰F(xiàn)在已經(jīng)向?qū)＠暾垖＠?，他希望它最后可以走向市場。”“這就是風(fēng)力發(fā)電機(jī)，只要時速超過40公里，它就可以工作。踩油門的時候，電力輸出，車子前進(jìn)，收油門時，汽車在慣性作用下繼續(xù)向前，風(fēng)力發(fā)電機(jī)就將風(fēng)力轉(zhuǎn)化成電力，存儲到電池里?！彼f，一邊行駛一邊補(bǔ)充電能，續(xù)航里程大約可達(dá)到200公里左右?！暗沁@可不是永動機(jī)，能發(fā)出的電肯定小于行駛中耗費的電，所以出門前一樣還要把電池充滿?！崩咸圃鞠雽④囄矁蓚€尾翼上裝上太陽能充電板，利用太陽能發(fā)電，但目前資金已經(jīng)基本耗盡，這個思路也只能停留在思路上。圖1-1唐某和他的風(fēng)力車1“在國際上，已經(jīng)有風(fēng)力發(fā)電汽車上過路了，但是沒能真正推廣?！币晃徊辉竿嘎缎彰钠囍圃旖鐚＜覍τ浾哒f。他說，唐的探索確實具有一定價值，但是否能申請到專利，即使申請到專利，能不能具有經(jīng)濟(jì)價值，“現(xiàn)在還很難判斷?！彼J(rèn)為，汽車制造行業(yè)已經(jīng)是一個非常成熟的行業(yè)，對于哪些技術(shù)能夠推廣、能 洛陽理工學(xué)院科技制作一電動風(fēng)力小汽車 夠獲得經(jīng)濟(jì)利益，有非常明確的判斷?！氨热缯f純電動車技術(shù)，在全世界都在倡導(dǎo)清潔能源的大背景下，現(xiàn)在也才剛剛開始推廣，而且還沒有完全市場化。一種技術(shù)，能否走向市場，不僅僅取決于它是不是獨創(chuàng)、具備全新理念，更在于它的經(jīng)濟(jì)性和市場推廣前景?！眻D1-2唐某和他的風(fēng)力車2“風(fēng)力所發(fā)出的每一度電，需要多大、多重的裝置來收集風(fēng)力？行駛100公里需要多少度電，收集對應(yīng)的風(fēng)力有沒有其他條件？加上維修便捷度、充電是否方便等，都是需要考慮的內(nèi)容。”2.1提出問題1、 如何控制小車上的齒輪傳動速度？2、 2、如何將橫向傳動轉(zhuǎn)變?yōu)榭v向傳動？3、 如何在風(fēng)力的輔助下節(jié)省電源？4、 有沒有可能實現(xiàn)當(dāng)沒有電力提供時，靠風(fēng)力將車身帶動?5、 如何利用汽車產(chǎn)生的尾氣？2.2解決思路1、 通過合理設(shè)計齒輪傳動和帶輪傳動，使馬達(dá)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速傳到輪胎和風(fēng)扇時的速度在設(shè)計的范圍內(nèi)。2、 馬達(dá)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)方向和風(fēng)扇的方向不一致，合理設(shè)計齒輪的傳動，產(chǎn)生正確的傳動方向。3、 電源供能的時候，帶動尾部風(fēng)扇扇葉轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生風(fēng)力，用作動力，推動小車前進(jìn)。4、 盡量減輕車身重量，風(fēng)扇設(shè)計合理，最大程度上產(chǎn)生足夠的推力。5、 合理安排風(fēng)扇位置，讓尾氣打在風(fēng)扇葉子上，產(chǎn)生動力而不是阻力。第3章設(shè)計計算3.1車輪傳動設(shè)計方案選擇根據(jù)目前的結(jié)構(gòu)分析和功能分析，車輪傳動要求有較大的傳動比（需要多級降速）和較遠(yuǎn)的傳動距離，并且有較大的受力功能，允許有限量的傳動比滑動但要有較為穩(wěn)定的平均傳動比。其方案形態(tài)學(xué)矩陣如圖所示：表3-1車輪傳動方案設(shè)計運動要求功能載體1234減速帶傳動鏈傳動齒輪傳動齒輪傳動減速帶傳動鏈傳動蝸桿傳動齒輪傳動方案一：帶傳動f帶傳動方案二：齒輪f齒輪方案一：適用長距離輸送且有震動沖擊的傳動，體積大不緊湊。方案二：齒輪可以較為容易的完成傳動比要求，能夠滿足小空間要求，而且穩(wěn)定性良好。3.2扇葉傳動設(shè)計方案選擇表3-2扇葉傳動設(shè)計方案運動要求功能載體12變向蝸桿傳動蝸桿傳動加速齒輪渦輪蝸桿傳動方案一：蝸桿傳動f齒輪方案二：蝸桿傳動f渦輪蝸桿傳動方案一：方案可以轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)向，經(jīng)過一級減速同樣可以有較高的轉(zhuǎn)速，滿足螺旋槳的設(shè)計要求。方案二：距離不能滿足要求同時速度不好達(dá)到要求。為滿足設(shè)計的需求，設(shè)計產(chǎn)品的尺寸在使用中必須符合消費者的要求。所設(shè)計出的產(chǎn)品不僅實惠，而且更實用。但在設(shè)計中應(yīng)首先考慮產(chǎn)品的設(shè)計尺寸，因此也就離不開對產(chǎn)品的設(shè)計計算。下面將對產(chǎn)品的尺寸來進(jìn)行概述：

3.3運動簡圖及傳動比計算圖3-1齒輪結(jié)構(gòu)簡圖Z1=12Z2=46Z3=30Z4=9Z5=20小車傳動比113=30^12=2.5

風(fēng)葉的傳動比115=20^12=1.673.4模型零件的組成及尺寸1、馬達(dá):圖3-2馬達(dá) 洛陽理工學(xué)院科技制作一電動風(fēng)力小汽車產(chǎn)品名：130馬達(dá)規(guī)格尺寸：20*15*25mm軸長：9mm軸徑4mm電壓：1-6v重量：14.24g電壓；1.5V-6W拓由100?蝦圖3-3馬達(dá)結(jié)構(gòu)圖各傳動齒輪若干產(chǎn)品名稱：1卞神齒輪包本包齒輪模數(shù)；0-5孔徑:L5,2,25,311種精選：9-2A12-2AC2A2A6*3（直徑6mm,長度8m）422A3A2A56-2A561A2A3010-2B2410-2B4410-2B認(rèn)識編碼：比如雙屋齒輪2610-2B是指外26齒，內(nèi)10齒，孔徑2頓，緊配A表示緊配,比標(biāo)準(zhǔn)孔役小00枷.B表示松配，比標(biāo)準(zhǔn)孑L徑大C105計算齒輪直徑，（齒數(shù)+2）*模數(shù)二齒輪直徑圖3-4齒輪及零件圖 洛陽理工學(xué)院科技制作一電動風(fēng)力小汽車3、皮帶輪兩個、皮帶一個圖3-5皮帶輪及零件圖4、螺旋槳一個：螺距h=H/D狀態(tài)特性（相對進(jìn)距）X=DV/n（V為飛行速度，n為轉(zhuǎn)速）圖3-6圖3-6螺旋槳及零件圖5、 輪子四個：直徑2.5mm孔徑：0.4mm6、 電池盒圖3-7輪胎電也盒圖3-8電池盒第4章設(shè)計創(chuàng)新點創(chuàng)新要點簡述:此電動風(fēng)力小汽車為民用型，其結(jié)構(gòu)簡單，用汽車的特點，但在原來的基礎(chǔ)上也增加許多新的優(yōu)點。此次所設(shè)計的電動風(fēng)力小汽車相比較以前的有以下優(yōu)點：1、 結(jié)構(gòu)緊湊密封性好。2、 造價便宜，適合推廣使用。3、 有效解決由于供電不足或燃料不足引起的問題。4、 外觀精致時尚，符合二十一世紀(jì)審美要求。5、 節(jié)能環(huán)?？偠灾?，此次設(shè)計是結(jié)合生活中出現(xiàn)的各類問題來實現(xiàn)的，極大程度的方便了人名的生活，創(chuàng)新的地方也是結(jié)合所用產(chǎn)品的不足之處來提出的。任何進(jìn)步必定是來源于生活的需要，任何的改變必定是人們進(jìn)步的腳步，任何的創(chuàng)新也必定是人們對生活的更高追求。如今我們面臨著嚴(yán)峻的環(huán)境問題，污染性氣體的大肆排放，樹木的大肆砍伐等等，如此多的問題威脅著我們的生活，所以我們應(yīng)該努力嘗試著解決各種各樣的問題以改善我們的生活，這樣我們才能更加享受美好明天。在科技制作期間，我們在自己的一次次的嘗試中確定了小車的各部分的尺寸和傳動需求，最終成功的將電池上的電能，帶動馬達(dá)產(chǎn)生動力，然后通過一系列的減速裝置，在齒輪的驅(qū)動下，一邊帶動車輪的轉(zhuǎn)動，一邊帶動扇葉的轉(zhuǎn)動，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到一定條件下，就可以在沒有電源的情況下，帶動汽車前進(jìn)。最終達(dá)到無需耗電的目的。此設(shè)計如果得以深度研究，推廣到市場上，一定能為地球資源和環(huán)境保護(hù)做出很大的貢獻(xiàn)。新型的電動風(fēng)力小汽車在未來的某一天一定會在市場上出現(xiàn)。它不僅不會損害我們賴以生存的家園，而且可以利用自然給予我們的能量將其轉(zhuǎn)化成有效的動力，為我們的生活提供方便，當(dāng)燃料不足不能提供我們需要的能量時，風(fēng)扇就可以發(fā)揮它的作用，提供能量，方便我們生活。我們相信在未來它一定會受廣大消費者的喜歡，并且也會被我們的后代改進(jìn)的更加實用方便未來的生活。歷時一周的科技制作已告一段落，經(jīng)過我們小組四名同學(xué)（包括其他同學(xué)的幫助）的不懈努力，認(rèn)真鉆研，以及郭玉波郭老師和孫老師的悉心指導(dǎo)下和熱心幫助下本制作已基本完成。這段時間時間里我們發(fā)揚團(tuán)結(jié)互助的精神，精心的完成作品，老師們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和熱忱的工作作風(fēng)令我十分欽佩，他們的指導(dǎo)使我們受益非淺。同時FS408也為我們提供了制作場地。在此對那些幫助過我們的老師及同學(xué)深表感謝。通過本次科技制作，使我深刻的認(rèn)識到學(xué)好專業(yè)知識的重要性，也理解了理論聯(lián)系實際的含義，并且檢驗了我們前一段的學(xué)習(xí)成果。雖然在這次制作中對于知識的運用和銜接還不夠熟練。但是我們將在以后的學(xué)習(xí)中繼續(xù)努力、不斷完善。這一周的制作對過去所學(xué)知識的系統(tǒng)提高和擴(kuò)展的過程，為今后的學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。由于自身知識的欠缺，制作中一定存在很多不足之處，敬請老師批評指正。參考文獻(xiàn)孫恒，陳作模，葛文杰.機(jī)械原理.北京：高等教育出版社，2006.5（2012.11重印）.180—183何銘心，