摘 要

现阶段，燃油汽车的大量使用以及城市生活垃圾问题的日愈严重，这些都促使能源危机和环境污染问题的产生并引起了越来越多人的关注。为减小汽车使用过程中产生的消极影响，电动汽车这一全新领域逐渐进入了人们的视野。现代社会的飞速发展给人们的生活带来无穷大的便利，但人们在享受高品质的生活质量的同时也不得不对日益严重的生活垃圾问题产生警觉。城市人口密集，社区是人们的主要休息活动场所，人们都渴望拥有一个干净舒适的社区环境，因此能够在社区内工作运行的智能垃圾转运车正在成为现实。在解决城市生活垃圾这一块，政府投入大量人力物力，这无疑在一定程度上导致了资源的浪费以及效率低下的问题。如何通过理论及试验、研究设计一款基于无人驾驶的纯电动智能垃圾转运车将对上述问题提供有效的解决方案。纯电动汽车具有排放少、污染小，经济性高和优良的操作性，运行平稳且低噪声等优点，这些优势使得人们对于这样的一个新产品寄予厚望。基于无人驾驶的纯电动垃圾转运车能节省相关的人力物力，在社区这样一个生活垃圾量并不太大的环境中该产品能很好地满足工作要求^[1]。但各国在发展纯电动汽车的过程中发现，如何增加行驶里程成为阻碍其发展的主要因素。在提供一定量能量的前提下，设计合适的电动汽车零部件以及采用先进的设计方法可以很好地解决这些问题。而且针对处理生活垃圾这一块来说，社区人口相对密集，道路一般多弯道并且一般为单车道，如何设计一款适宜于社区环境的基于无人驾驶的纯电动垃圾转运车并且使其能很好地满足工作要求也是要首先考虑的问题。

驱动系统在车辆动力传输系统中扮演着重要角色，关于纯电动汽车驱动系统设计的研究对于改善当前的状况裨益极大。利用给定的纯电动汽车驱动桥设计数据，简析驱动桥结构形式，利用三维软件Solidworks实现对电动汽车驱动桥建模。对驱动桥进行理论受力分析，确定受力情况，比照相关设计标准，经校验发现设计合乎要求。

关键词：纯电动 垃圾转运车 驱动系统设计

Abstact

At this stage, a large number of vehicles using the fuel as well as daily garbage problem in the city more serious, which all contributed to produce energy crisis and environmental pollution problems and attracted more and more attention. To reduce the negative impact on car use generated in the process, this new field of electric vehicles gradually into people's vision. The rapid development of modern society has brought infinite convenience to people's lives, but people also have to generate awareness of the growing garbage problem in enjoying high-quality quality of life at the same time. City densely populated community is the people's main activity resting place, people are eager to have a clean and comfortable community environment, it is possible to run the smart work in the community garbage transfer vehicle is becoming a reality.

In solving this piece of municipal solid waste, the government invested a lot of manpower and resources, this is undoubtedly a certain extent, it led to a waste of resources and low efficiency. How to theoretical and experimental research design based on a driverless electric smart garbage transfer vehicle will provide an effective solution to the above problems. Pure electric vehicles have fewer emissions, less pollution, high economic and excellent maneuverability, smooth running and low noise advantages, these advantages make it a new product for such high hopes. Electric garbage transfer vehicle based unmanned savings associated with human and material resources, the amount of garbage in such a community is not great environment this product can satisfy the job requirements. But the development of pure electric vehicles, the main factors restricting the development of a life. In limited energy supply situation, how to achieve through the design of electric vehicle parts and improved design methods and structure drive systems aim to increase the driving range it is worth studying. And for the treatment of domestic waste this one, the community population is relatively dense, and more generally a curve road bicycle paths and generally, how to design a suitable environment for community-based unmanned electric garbage transfer vehicle and it can be very working to better meet the requirements is to be the first consideration.

Drive system is an important part of the automotive power transmissionsystems, the study of pure electric vehicle drive system design has important significance. According to the known pure electric vehicle drive axle design parameters, analysis drive bridge structure, the use of three-dimensional design software Solidworks modeling to complete the drive axle electric vehicles, mainly driven axle housing, final drive, differential and axle and so on. On the drive axle theoretical analysis, to determine the forces theory, refer to the relevant design criteria,the design verification indeed found desirable.

Key Words: Pure electric, Carbage transfer vehicle, The design of driving system

目录

摘要 I

Abstact II

目录 III

第1章 绪论 1

1.1 课题来源及研究的目的和意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1国外研究现状 1

1.2.2国内研究现状 2

1.3 本章小结 3

第2章 纯电动驱动桥驱动系统设计 4

2.1纯电动驱动桥方案设计 4

2.1.1驱动桥方案 4

2.2驱动电机的选择 5

2.2.1 电机基本参数确定 5

2.2.2 电机选型 6

2.3 纯电动驱动桥主要部件设计 6

2.3.1主减速器设计 7

2.3.2差速器设计 10

2.3.3半轴设计 12

2.4 纯电动驱动桥受力分析与校核 13

2.4.1主减速器啮合齿轮副受力分析 13

2.4.2差速器啮合齿轮副受力分析 15

2.4.3半轴的设计计算 15

2.4.4 桥壳有限元分析 16

2.5 本章小结 19

第3章 驱动桥壳受力分析纯电动驱动桥后悬架设计 20

3.1 悬架方案选择 20

3.2 悬架主要参数的确定 20

3.3 弹性元件的计算 21

3.3.1钢板弹簧的设计 21

3.4本章小结 23

第4章 纯电动驱动桥电控系统设计及实验 24

4.1电控系统构架设计 24

4.2硬件选型 25

4.3控制策略 27

4.4 实验过程及结果 28

4.5 本章小结 28

第5章 总结与展望 29

参考文献 30

致谢 31

第1章 绪论

• 1. 课题来源及研究的目的和意义

全球经济社会的迅猛发展和科学技术的不断进步，使汽车行业处于持续不断向前发展的状态。但是汽车保有量的增长消耗了巨大的石油资源，伴随而来的便是严重的能源危机和严峻的环境污染问题。在未来的50年里，全球人口将呈现出持续增长的态势，而汽车保有量将从12亿增加到25亿，届时，面对巨大的能源需求量，全球剩余能源将显得捉襟见肘。城市人口密集，城市各大社区每天产生的生活垃圾数以吨记，不同的人每天的处理垃圾时间也不尽一致，若以人力实时解决社区生活垃圾则会造成巨额的资源浪费。设计一款基于无人驾驶的纯电动智能垃圾转运车便可以很好地解决这些问题。该款无人驾驶的智能垃圾转运车可以在未充电时间段随时运行到需要投放垃圾的居民楼下。并且该课题所涉及的垃圾转运车在运行过程中需要居民事先将垃圾正确分类，这样一来居民就可以在处理垃圾的时候自觉培养起垃圾分类的意识，并且可以在小小的行动中实现对可回收垃圾和不可回收垃圾的区别辨识，儿童在这样的环境的熏陶下从小便可以培养优秀的环保意识。

纯电动汽车能够有效地减缓能源耗尽和环境问题，并且在满足人们正常生产生活需求的时候也可以从容应对。设计发展纯电动汽车时，必须把驱动桥的研究摆在首位，整车设计是否合理在很大程度上取决于驱动桥的设计的优劣状态。国务院在2012年中旬发布未来十年的关于纯电动汽车的发展规划中强调要不断注入新的力量以推动新能源汽车产业的发展，与此同时电动汽车及其零部件、配套基础设施的跟进工作也在不断扩大。国内与国外相比较而言，国内电动汽车驱动桥的设计技术方面依然大幅落后于西方国家。所以如何设计出既满足于人民群众需要，又追赶世界先进水平的纯电动驱动桥成为许多致力于纯电动汽车行业的人的追求目标^[2]。