双八无碳小车cad＋三维图＋仿真＋设计说明书
摘 要
近些年，随着世界经济的快速发展，能源短缺问题越发突出，能源作为工业发展的基础，严重影响着科技的发展。尤其是汽车尾气的排放，使得空气污染问题进一步加剧，影响人们的日常生活。为节约能源，保护环境，人们提出了可持续发展的理念，主要的目的是研究或发现一些新型的能源来代替传统的能源，促进社会的可持续发展。
在这样的背景下，本文提出了一种新型的基于重力势能的双八字无碳小车的结构设计，本次设计的双八字无碳小车主要包括主五个部分，分别是传动机构的设计、转向机构的设计、原动机构的设计、微调机构的设计和车架结构的设计。采用仿真驱动设计的理念，首先通过相关理论计算，完成小车的主要结构的参数计算，使用三维cad软件完成小车数据的参数化建模，完成小车的三维模型的绘制，将设计好的三维模型导入到motion分析模块中，使用solidworks的motion分析功能，模拟小车的实际运行轨迹。如果不合适则返回去修改图纸模型，采用仿真驱动的设计理念。经过仿真设计出了一种行驶稳定、传动效率高的双八字无碳小车。
关键词：无碳小车；MATLAB；Solidworks；轨迹仿真
目 录
1 绪论 1
1.1 选题背景及意义 1
1.2 国内外发展现状 1
1.2.1 国外发展现状 1
1.2.2 国内发展现状 2
1.3 本文的研究内容 2
1.4 本章小结 3
2 总体设计方案 4
2.1 本文的设计方法 4
2.2 本章小结 5
3 MATLAB的轨迹模拟和凸轮设计 6
3.1 MATLAB软件 6
3.2 小车轨迹模拟 6
3.2.1 前轮转角分析 6
3.2.2 前轮转角变化规律 7
3.2.3 小车轨迹模拟 9
3.3 凸轮设计 10
3.4 本章小结 12
4 双八无碳小车的结构设计及校核 14
4.1 基础参数 14
4.2 小车运动参数计算 14
4.3 轴的设计及校核 15
4.3.1 后轴的设计及校核 15
4.3.2 凸轮轴的设计及校核 17
4.4 齿轮的设计及校核 19
4.4.1 齿轮1和齿轮2的设计 19
4.4.2 按齿根弯曲疲劳强度设计 20
4.4.3 校核齿面接触疲劳强度 21
4.5 轴承的校核 21
5 双八无碳小车的总体设计 22
5.1 总体设计 22
5.2 车架 24
5.3 传动机构 24
5.4 转向机构 25
5.5微调机构 26
5.6本章小结 26
6 小车的实际轨迹模拟 27
6.1 Solidworks 27
6.2 motion分析 27
6.3 本章小结 28
7 总结 29
7.1 总结 29
致谢 30
参考文献 31
1 绪论
1.1 选题背景及意义
随着全球变暖和气候变化的加剧，环保和可持续发展已经成为当今社会的重要议题。传统的燃油汽车被认为是空气污染和气候变化的罪魁祸首之一。因此，开发无碳小车已经成为了一个前沿研究领域，它可以为环境保护和可持续发展做出贡献。同时由于人们对于美好生活的向往，人们对日常生活提出了更高的要求，无碳小车也是在这样的环境下应运而生，无碳小车是指使用绿色能源或电力驱动的车辆，这些车辆不会产生二氧化碳和其他有害气体。它们采用的技术包括电池、氢燃料电池、太阳能和风能等，这些技术在过去几十年中得到了越来越广泛的应用。近些年来，目前在我国大部分城市都有共享单车的影子，目的就是提倡大家爱护环境，无碳生活。在其他很多国家都将无碳汽车的研发作为首要任务，例如新能源汽车等。因此为缓解世界能源短缺问题，我国需要将新能源汽车的研发和制造作为首要任务。
设计无碳小车的主要目的是减少对环境的负面影响。与传统的燃油汽车相比，无碳小车能够减少大量的温室气体排放，包括二氧化碳、氮氧化物和颗粒物。这将有助于降低空气污染和气候变化的影响，并改善人类健康。此外，无碳小车还可以提高能源使用效率。传统的燃油汽车只能将约20%的化学能转化为动力能，而无碳小车可以将近100%的能量转化为动力能。这将减少能源的浪费，并减少对有限能源的需求。无碳小车还可以促进可持续发展，同时刺激经济发展。无碳小车生产和销售的增加将创造大量的就业机会，并促进相关产业链的发展。此外，无碳小车还可以减少对进口石油的需求，降低了国家的能源依赖性。
1.2 国内外发展现状
近年来，新能源小车的发展逐渐成为全球热门话题，应对气候变化和环境污染问题已经成为全球范围内的共识。新能源小车的发展方向主要有电动汽车和氢燃料电池汽车两种。电动汽车使用电池储存电能，其主要优点为不产生有害气体，能够有效减轻交通污染问题。但无碳小车的发展仍然面临着一些挑战，例如价格高昂、充电/加氢设施不足、技术瓶颈等问题。在充电/加氢设施不足的情况下，新能源小车小车的发展面临着一定的瓶颈，尤其是在一些发展中国家和地区，充电/加氢设施建设滞后，限制了新能源小车的发展。综上所述，新能源小车的发展前景广阔，但仍需要持续的技术创新和政策支持，同时需要解决相关的成本和设施问题。新能源小车的发展将有助于减轻交通污染和气候变化问题，推动世界可持续发展步伐。
目前，电动汽车的发展已经取得了一定的进展。截至2020年底，全球电动汽车的销量已经达到了超过800万辆，其中中国市场占据了全球的一半以上。但电动汽车仍然存在价格高昂、续航里程短、充电设施不足等问题。氢燃料电池汽车则以氢气为燃料，将氢气和氧气通过反应产生电能，不产生有害气体，其优点为零排放、高效能、无噪音和无震动。氢燃料电池汽车的发展相对较慢，但在一些国家和地区已经开始推广。截至2020年底，全球氢燃料电池汽车的总数约为10万辆，其中日本、韩国和欧洲等地区是氢燃料电池汽车市场的领头羊。能源汽车是21世纪国际竞争的焦点和热点，能源作为汽车的血液，是汽车的主要动力来源，自第一台汽车诞生而来，汽油和柴油作为主要的能量来源得到了广泛的应用。随着社会的发展，汽车保有量增大，石油等资源的消耗日益加剧，人们提出了采用新的能源来代替传统以石油为燃料的汽车，例如太阳能、水能、风能、电能等，其中部分技术已经在商业化领域得到了巨大的成功。
1.2.1 国外发展现状
外的汽车发展主要集中在欧洲和北美地区，呈现出集群效应，产业链完善，城市功能齐全。欧洲作为汽车发展史最长的国家之一，在能源代用方面主要是以天然气为主，其设计生产的大部分汽车都是以混合动力为主要的能源供给方式，目前市面上比较流行的以新能源汽车为主要的发展核心，常见的有锂电池新能源汽车和氢能源新能源汽车，采用这种新的能源组为汽车主要动力的原因是因为这些新能源都是环保无污染的能源，不会对环境造成危害，同时这些新能源的产生对于人类的可持续发展具有重要的意义。美国在新能源汽车方面的研究取得了很大的进步，主要集中在氢能源和锂电池领域，美国国内的大部分的公共汽车和出租车都采用的是以氢能源为主要输入能源的方式进行工作。新能源汽车发展的另外一个国家就是日本，日本有名的车企丰田汽车，最新研发的油电混合技术，其以一种混合动力作为汽车的能量来源，也得到了市场的认可。
1.2.2 国内发展现状
我国作为一个幅员辽阔，资源相对匮乏的大国，也将能源发展的方向主要聚焦于新能源方向，主要采用电动车来替代原有的石油车，坚持走能源多样化、技术多样化的路线。我国已经将新能源研发使用作为七大新型产业之中，经过十几年的发展，我国的新能源汽车取得了很大的进步，但是与国外的发达国家相比仍有较大的差距。近些年，我国的设计研发的EV乘用车和HEV乘用车的发展取得了很大的收货，例如我国的蔚来公司设计研发的EV新能源电动汽车和BYD公司设计研发的HEV电动汽车都具有很大的市场
