電動(dòng)風(fēng)力小汽車

洛陽理工學(xué)院科技制作一電動(dòng)風(fēng)力小汽車電動(dòng)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(huì)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(gè)階段。短短幾年時(shí)間，汽車已經(jīng)從一種實(shí)驗(yàn)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(dòng)機(jī)之外所有其它能源汽車.包括燃料電池汽車、混合動(dòng)力汽車、氫能源動(dòng)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(dòng)和風(fēng)力相結(jié)合的電動(dòng)風(fēng)力小汽車。我們用電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力、齒輪傳動(dòng)及風(fēng)扇為主要構(gòu)件設(shè)計(jì)了它的主要結(jié)構(gòu)。然而我們制造的電動(dòng)風(fēng)力具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：（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(dòng)比的要求，保持機(jī)構(gòu)之間的和諧運(yùn)作。（3） 能夠有效節(jié)省電源。（4） 能夠有效解決實(shí)際問題。（5） 盡量減小機(jī)構(gòu)之間的摩擦，實(shí)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(dòng)風(fēng)力小汽車 錯(cuò)誤!未定義書簽。摘要 錯(cuò)誤!未定義書簽。前言 錯(cuò)誤!未定義書簽。TOC\o"1-5"\h\z第1章背景概述 2電動(dòng)風(fēng)力小汽車研究報(bào)告 2第2章設(shè)計(jì)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(jì)計(jì)算 5\o"CurrentDocument"3.1車輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案選擇 5\o"CurrentDocument"3.2扇葉傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案選擇 5\o"CurrentDocument"3.3運(yùn)動(dòng)簡圖及傳動(dòng)比計(jì)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(jì)創(chuàng)新點(diǎn) 9\o"CurrentDocument"創(chuàng)新要點(diǎn)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(shí)到這個(gè)嚴(yán)重的問題，提倡“節(jié)約能源從我做起”于是我們?cè)O(shè)計(jì)了這款在風(fēng)力輔助下可以更好、更快運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)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(dòng)小汽車的運(yùn)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(dòng)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(huì)有很大關(guān)系?，F(xiàn)在車子本身因不太考慮舒適性、安全性等必要性能，這個(gè)距離可能會(huì)比較長，但今后推向市場(chǎng)，這些就是不得不考慮的內(nèi)容，而這些參數(shù)的變化，就會(huì)直接影響到風(fēng)力電能的實(shí)際效用。技術(shù)背景已知電動(dòng)汽車是用市電為汽車的蓄電池充電作為其動(dòng)力來源，電動(dòng)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(dòng)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(huì)造成能源損耗，讓電動(dòng)汽車節(jié)能大打折扣；三是因?yàn)楝F(xiàn)在市電主要靠火力發(fā)電供應(yīng)，若大量的電動(dòng)汽車用市電充電，勢(shì)必會(huì)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(dòng)汽車環(huán)保性名不副實(shí)；四是每次充電時(shí)間長，一般要3-10小時(shí)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(dòng)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(dòng)汽車充電的電動(dòng)汽車，由于所能提供補(bǔ)充電能太小而使成本增加但對(duì)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(dòng)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(dòng)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(huì)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(huì)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(dòng)汽車電能補(bǔ)充問題。電動(dòng)風(fēng)力小汽車本發(fā)明是一種在電力驅(qū)動(dòng)下，風(fēng)力起輔助驅(qū)動(dòng)的省電、節(jié)能、環(huán)保的裝置，主要解決電動(dòng)汽車用市電充電再放電浪費(fèi)電能、充電時(shí)間長、續(xù)駛里程短、運(yùn)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(fèi)，從而降低運(yùn)營成本，實(shí)現(xiàn)能源循環(huán)利用，使電動(dòng)汽車成為真正意義的環(huán)保節(jié)能電動(dòng)汽車。我們受到了中國一位農(nóng)民唐某的啟發(fā)，做了這個(gè)作品一一電動(dòng)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(jì)方面的專家來評(píng)點(diǎn)一下他獨(dú)立設(shè)計(jì)的“風(fēng)力發(fā)電”驅(qū)動(dòng)模式?！拔椰F(xiàn)在已經(jīng)向?qū)＠暾?qǐng)專利了，他希望它最后可以走向市場(chǎng)?！薄斑@就是風(fēng)力發(fā)電機(jī)，只要時(shí)速超過40公里，它就可以工作。踩油門的時(shí)候，電力輸出，車子前進(jìn)，收油門時(shí)，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(chǔ)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。“但是這可不是永動(dòng)機(jī)，能發(fā)出的電肯定小于行駛中耗費(fèi)的電，所以出門前一樣還要把電池充滿。”老唐原本想將車尾兩個(gè)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(gè)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?duì)記者說。他說，唐的探索確實(shí)具有一定價(jià)值，但是否能申請(qǐng)到專利，即使申請(qǐng)到專利，能不能具有經(jīng)濟(jì)價(jià)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(gè)非常成熟的行業(yè)，對(duì)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(dòng)風(fēng)力小汽車 夠獲得經(jīng)濟(jì)利益，有非常明確的判斷。“比如說純電動(dòng)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(chǎng)化。一種技術(shù)，能否走向市場(chǎng)，不僅僅取決于它是不是獨(dú)創(chuàng)、具備全新理念，更在于它的經(jīng)濟(jì)性和市場(chǎng)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(duì)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(dòng)速度？2、 2、如何將橫向傳動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榭v向傳動(dòng)？3、 如何在風(fēng)力的輔助下節(jié)省電源？4、 有沒有可能實(shí)現(xiàn)當(dāng)沒有電力提供時(shí)，靠風(fēng)力將車身帶動(dòng)?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(jì)齒輪傳動(dòng)和帶輪傳動(dòng)，使馬達(dá)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速傳到輪胎和風(fēng)扇時(shí)的速度在設(shè)計(jì)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(jì)齒輪的傳動(dòng)，產(chǎn)生正確的傳動(dòng)方向。3、 電源供能的時(shí)候，帶動(dòng)尾部風(fēng)扇扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生風(fēng)力，用作動(dòng)力，推動(dòng)小車前進(jìn)。4、 盡量減輕車身重量，風(fēng)扇設(shè)計(jì)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(dòng)力而不是阻力。第3章設(shè)計(jì)計(jì)算3.1車輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)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(dòng)要求有較大的傳動(dòng)比（需要多級(jí)降速）和較遠(yuǎn)的傳動(dòng)距離，并且有較大的受力功能，允許有限量的傳動(dòng)比滑動(dòng)但要有較為穩(wěn)定的平均傳動(dòng)比。其方案形態(tài)學(xué)矩陣如圖所示：表3-1車輪傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)要求功能載體1234減速帶傳動(dòng)鏈傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)減速帶傳動(dòng)鏈傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)方案一：帶傳動(dòng)f帶傳動(dòng)方案二：齒輪f齒輪方案一：適用長距離輸送且有震動(dòng)沖擊的傳動(dòng)，體積大不緊湊。方案二：齒輪可以較為容易的完成傳動(dòng)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(dòng)設(shè)計(jì)方案選擇表3-2扇葉傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案運(yùn)動(dòng)要求功能載體12變向蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)加速齒輪渦輪蝸桿傳動(dòng)方案一：蝸桿傳動(dòng)f齒輪方案二：蝸桿傳動(dòng)f渦輪蝸桿傳動(dòng)方案一：方案可以轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)向，經(jīng)過一級(jí)減速同樣可以有較高的轉(zhuǎn)速，滿足螺旋槳的設(shè)計(jì)要求。方案二：距離不能滿足要求同時(shí)速度不好達(dá)到要求。為滿足設(shè)計(jì)的需求，設(shè)計(jì)產(chǎn)品的尺寸在使用中必須符合消費(fèi)者的要求。所設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品不僅實(shí)惠，而且更實(shí)用。但在設(shè)計(jì)中應(yīng)首先考慮產(chǎn)品的設(shè)計(jì)尺寸，因此也就離不開對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)計(jì)算。下面將對(duì)產(chǎn)品的尺寸來進(jìn)行概述：

3.3運(yùn)動(dòng)簡圖及傳動(dòng)比計(jì)算圖3-1齒輪結(jié)構(gòu)簡圖Z1=12Z2=46Z3=30Z4=9Z5=20小車傳動(dòng)比113=30^12=2.5

風(fēng)葉的傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(shí)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(jì)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(dòng)風(fēng)力小汽車3、皮帶輪兩個(gè)、皮帶一個(gè)圖3-5皮帶輪及零件圖4、螺旋槳一個(gè)：螺距h=H/D狀態(tài)特性（相對(duì)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(gè)：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(jì)創(chuàng)新點(diǎn)創(chuàng)新要點(diǎn)簡述:此電動(dòng)風(fēng)力小汽車為民用型，其結(jié)構(gòu)簡單，用汽車的特點(diǎn)，但在原來的基礎(chǔ)上也增加許多新的優(yōu)點(diǎn)。此次所設(shè)計(jì)的電動(dòng)風(fēng)力小汽車相比較以前的有以下優(yōu)點(diǎn)：1、 結(jié)構(gòu)緊湊密封性好。2、 造價(jià)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(shí)尚，符合二十一世紀(jì)審美要求。5、 節(jié)能環(huán)?？偠灾舜卧O(shè)計(jì)是結(jié)合生活中出現(xiàn)的各類問題來實(shí)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(duì)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?cè)谧约旱囊淮未蔚膰L試中確定了小車的各部分的尺寸和傳動(dòng)需求，最終成功的將電池上的電能，帶動(dòng)馬達(dá)產(chǎn)生動(dòng)力，然后通過一系列的減速裝置，在齒輪的驅(qū)動(dòng)下，一邊帶動(dòng)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，一邊帶動(dòng)扇葉的轉(zhuǎn)動(dòng)，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(dòng)汽車前進(jìn)。最終達(dá)到無需耗電的目的。此設(shè)計(jì)如果得以深度研究，推廣到市場(chǎng)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(dòng)風(fēng)力小汽車在未來的某一天一定會(huì)在市場(chǎng)上出現(xiàn)。它不僅不會(huì)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(dòng)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(shí)，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(huì)受廣大消費(fèi)者的喜歡，并且也會(huì)被我們的后代改進(jìn)的更加實(shí)用方便未來的生活。歷時(shí)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(shí)間時(shí)間里我們發(fā)揚(yáng)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(shí)FS408也為我們提供了制作場(chǎng)地。在此對(duì)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(shí)到學(xué)好專業(yè)知識(shí)的重要性，也理解了理論聯(lián)系實(shí)際的含義，并且檢驗(yàn)了我們前一段的學(xué)習(xí)成果。雖然在這次制作中對(duì)于知識(shí)的運(yùn)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(duì)過去所學(xué)知識(shí)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(shí)的欠缺，制作中一定存在很多不足之處，敬請(qǐng)老師批評(píng)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?。?180—183何銘心，