增程式汽车底盘设计cad【9张】三维图＋设计说明书

增程式汽车底盘设计
摘  要
增程式汽车的底盘结构设计是现代汽车工程中的一项复杂而关键的技术挑战。它要求在保持传统内燃机车辆性能和安全性的同时，有效地集成电动增程系统，以提升动力输出、改善燃油效率和扩展行驶里程。底盘结构的组成包括几个核心部件：电动驱动系统、传动系统和悬架系统等几部分组成。电动驱动系统通常包括电动机、电池组和控制器，它们负责提供额外的动力输出和能量储备。传动系统通过变速箱和差速器将电动和内燃机的动力传输到车辆的轮轴，从而保证整体驱动系统的协调运行。悬架系统的作用是保证汽车在运行的过程中具有缓震的作用，提高汽车的运行效率。
本文通过查阅相关资料，完成了增程式汽车的底盘结构主要零部件的设计和校核，主要完成了减速器和悬架的设计校核，通过solidworks完成了增程式汽车的底盘结构的三维建模，使用ansys的worksbench对增程式汽车的底盘结构中的主要零部件进行有限元分析，确保设计的零件具有足够的工作强度。
通过增程式系统的引入，车辆能够实现额外的动力输出增强，提升其加速性能和超车能力。同时，电动模式的使用能够有效减少内燃机的负荷，从而改善燃油效率和能源利用率，延长车辆的行驶里程。本研究的创新性发现为增程式SUV底盘的优化设计带来了实质性的启示，对于推动增程式汽车技术的未来发展具有显著的推动作用。

Extended Range Automotive Chassis Design
ABSTRACT
The chassis structure design of extended range vehicles is a complex and critical technical challenge in modern automotive engineering. It requires the effective integration of electric range extender systems to enhance power output, improve fuel efficiency, and expand driving range while maintaining the performance and safety of traditional internal combustion engine vehicles. The composition of the chassis structure includes several core components, including the electric drive system, transmission system, and suspension system. Electric drive systems typically include electric motors, battery packs, and controllers, which are responsible for providing additional power output and energy reserves. The transmission system transmits the power of electric and internal combustion engines to the axles of the vehicle through the gearbox and differential, ensuring the coordinated operation of the overall drive system. The function of the suspension system is to ensure that the car has a cushioning effect during operation and improve the efficiency of the car's operation.
This article completed the design and verification of the main components of the chassis structure of the extended range vehicle by consulting relevant materials, mainly completing the design verification of the reducer and suspension. The three.dimensional modeling of the chassis structure of the extended range vehicle was completed through SolidWorks, and the main components of the chassis structure of the extended range vehicle were analyzed using ANSYS Workbench to ensure that the designed parts have sufficient working strength.
By introducing an extended range system, vehicles can achieve additional power output enhancement, improving their acceleration performance and overtaking ability. Meanwhile, the use of electric mode can effectively reduce the load on internal combustion engines, thereby improving fuel efficiency and energy utilization, and extending the driving range of vehicles. The in

目  录
第1章 绪论    1
1.1 研究背景与研究意义    1
1.2 国内外研究现状    3
1.2.1 增程式电动汽车的工作原理及特点    3
1.2.2 国外发展现状    4
1.2.3 国内发展现状    5
1.3 增程式汽车未来的发展趋势    5
1.4 本文研究主要内容    6
第2章 增程式电动汽车动力系统部件选型    9
2.1 增程式电动汽车的动力系统概述    9
2.2 整车参数的选择    10
2.3 电机的选型    11
2.4 增程器的选型    12
2.5 发动机的选型    12
2.6 电池的选型    13
2.7 本章小结    14
第3章 增程式电动SUV变速器设计    15
3.1 减速器的设计方案    15
3.2 驱动电机的选型    15
3.3 减速器传动比参数选择    16
3.3.1 一档传动比选择    16
3.3.2 二挡传动比选择    17
3.4 减速器齿轮设计计算    17
3.4.1 输入轴齿轮设计计算    17
3.4.2 输出轴齿轮设计计算    19
3.5 减速器传动轴设计计算    19
3.5.1 输入轴设计计算    19
3.5.2 输出轴设计计算    20
3.6 减速器轴承设计计算    22
3.7 本章小结    22
第4章 增程式电动SUV悬架系统设计    23
4.1 悬架系统主要部件的选型    23
4.1.1 独立悬架的特点    23
4.1.2 独立悬架结构形式分析    23
4.1.3 悬架选择的方案确定    23
4.1.4 减振元件    24
4.1.5 横向稳定器    24
4.2 悬架的参数    24
4.2.1 悬架静挠度    24
4.2.2 悬架动挠度    25
4.2.3 悬架刚度    25
4.3 弹性元件的设计计算    25
4.3.1 弹性元件的作用    25
4.3.2 弹簧设计计算    26
4.3.3 螺旋弹簧的刚度计算    27
4.3.4 3.4.4  弹簧刚度校核    28
4.3.5 3.4.5  弹簧的剪切应力校核    28
4.4 减震器的设计    28
4.5 本章小结    29
第5章 三维建模和有限元分析    31
5.1 三维建模    31
5.2 有限元分析    32
5.2.1 材料的选择    33
5.2.2 网格划分    34
5.2.3 施加载荷    34
5.2.4 后处理    34
5.2.5 横臂的有限元分析    34
第6章 总结和展望    37
6.1 总结    37
6.2 展望    37
致  谢    39
参考文献    41

第1章绪论
1.1研究背景与研究意义
目前，中国作为全球第二大经济体，其汽车保有量傲居世界第一，展现出强大的消费实力。汽车产业在中国经济结构中扮演着至关重要的角色，作为现代工业体系中的基石和驱动力。汽车产业为冶金、石油、钢铁、电子、化工以及其他众多产业均呈现显著的快速发展。尽管汽车的普及极大地推动了经济发展，然而它引发的问题也不容忽视：如石油资源的海量消耗以及随之产生的环境污染，尤其是汽车尾气排放，对我们的日常生活和健康产生了深远且持续的负面影响[1]。为了积极对抗全球气候变暖问题，1997年联合国通过了具有里程碑意义的《京都议定书》，其核心目标即为约束温室气体的排放量，致力于环保与可持续发展。
在2015年关键的巴黎气候大会中，历史性的《巴黎协议》应运而生，详尽布局了二零二零年后全球范围内的气候变迁防治策略。在严格控制在摄氏度范围内，以积极推动全球温室气体的早日减排。在21世纪中后期，全球温室气体的净排放量终于迎来了显著的峰值。实施零温室气体排放的要求，必然将深刻地重塑我们对化石燃料获取和利用的方式。面对日新月异的信息时代，全球各国纷纷积极实施策略以应对其严峻的环境问题。早在2016年，我国就郑重发布了具有前瞻性的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》，明确了国家未来五年的关键发展战略。此战略大纲鲜明地提出，未来五年内，我们将大力推行能源转型，特别关注构建一个绿色、低碳、安全且能效卓越的现代化能源体系，以此作为维护国家能源安全的重要基石。在2020年11月3日发布的中共中央关于"十四五"规划的重要文件中，明确指出要大力推动能源的绿色转型，即优先追求其清洁、低碳、安全且高效的利用方式。该文件着重强调了减排工作的紧迫性，倡导那些具备条件的地区率先实现碳排放的峰值，并为此设定了一个明确的行动目标，即在2023年前需见诸实施的碳排放管控计划。尽管中国拥有全球第三大的土地面积，但在石油资源方面，我们并不能自诩为强国。自20世纪60年代以来，中国相继发现了如大庆、胜利和克拉玛依等大型油田，然而，在伴随经济与工业疾速增长的过程中，国内石油供应未能完全满足需求，进口石油在维持工业体系稳定运行中扮演着关键角色。近年来，我国石油进口量呈现出显著上升趋势，对外能源的依赖程度已然超越了保障能源安全的理想阈值。图1.图1生动描绘了我国过去三十年间石油对外依赖性的显著变迁，图表中逐年递增的石油进口数据昭示了一种明显的趋势，目前这一比例已逼近70%的关键阈值，这一事实不容忽视[2.4]。

图1.1 中国的石油对外依存度变化曲线
Figure 1.1 Change curve of China's oil dependence on foreign countries
自从新能源汽车应运而生，我国政府始终给予高度关注，并大力投入到新能源汽车的研发与探索之中。视新能源汽车的进步为我国实现从汽车大国向汽车强国转型的决定性路径，同时它蕴含着对抗全球气候变化，推进可持续绿色发展的重要战略价值。因此，许多国家视新能源汽车为推动未来发展的重要战略领域，并不遗余力地提供了大力度的政策支持和资金投入。在中国国家863高科技计划的宏伟蓝图中，设立了一个专注于新能源汽车研发的专门项目，其核心策略为"三横三纵"的研发路径，清晰地规划了我国新能源汽车行业的未来发展导向。"三横"技术主要包括新能源汽车的动力管理系统、驱动控制系统，以及对于高效电池及其精确管理系统的研发；而"三纵"则代表了新能源汽车的广阔领域，包括但不限于混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle, HEV）、纯电动汽车（Battery Electric Vehicle, BEV）以及燃料电池汽车（Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV），这些都是当前研究和产业发展的重点方向。[5]。在二零一二年，中国政府正式出台了《国务院关于印发节能与新能源汽车产业发展规划（2012.2020年）的通知》，明确了相关产业的发展战略和目标。该规划明确规定，将纯电驱动技术作为新能源汽车以及整个汽车行业转型升级的至关重要的核心策略导向。本规划的核心宗旨在于强力推动新能源汽车产业的高效壮大，着重优化车辆能效，极力提升我国在新能源汽车技术领域的领先地位，并致力于保障其持续、健康的发展态势。为了推动我国新能源汽车行业的高端转型与可持续性增长，首要任务是强化汽车产业强国的构建；在实施策略上，应坚定不移地遵循市场导向、创新驱动的发展路径，注重和谐共生与全球视野的融合；具体措施上，在构筑全面的整车技术创新链结构中，我们特别强调将动力电池与管理系统、高效能驱动电机与电力电子技术，以及前沿的网联化与智能化技术作为至关重要的"三纵"支柱，来打造强大的关键零部件技术供给网络。尽管全球顶尖科研人员致力于纯电动汽车的研发，然而当前电池技术的瓶颈问题制约了其续航能力，无法与传统燃