毕业设计（论文）-电动汽车左前车门设计（全套图纸）.pdf

毕 业 论 文（设 计） 电动汽车左前车门的设计电动汽车左前车门的设计 The Design of electric car left front door 系系 别：别： 机械与汽车工程系机械与汽车工程系 专业名称：专业名称： 车辆工程车辆工程 学生姓名：学生姓名： XX 学学 号：号： XXXXXXXX 指导教师姓名、职称指导教师姓名、职称： XX 教授教授 完成日期 2015 年 3 月 1 日 XX 学院本科毕业论文 i 摘要摘要 随着科技和社会的发展和进步，各种各样的车辆将会陆续出现在公路上面，与此同 时，车辆对环境造成的污染问题也越来越严重，严重影响了人们的生活环境，所以机动 车辆所带来的环境污染问题是人类当前必须解决的一个问题。对这个问题解决的程度如 何，反映着一个社会从科技水平到人文关怀等各方面的发达程度。我国对这种现状的重 视程度还是不够，即在交通工具上没有安装减除费油废气排放的节能设施，这种现状存 在着许多不和谐因素，更使群体分化加剧，社会人文关怀程度的下降。而如果能够大量 使用无油污，无污染的电动汽车，将会大大减少环境污染程度，给人类一个无碳、环保 的、绿色的生态环境。 实现绿色驾车无污染化，并实现通过司乘人员，以及经过专门培训的人员对此类电 动汽车的简单辅助操作，即可完成的电动汽车充电、制动、行驶等等方面的控制，达到 环保节能无污染的目的。首先应该从机理的可行性方案上进行深入讨论，通过对动力单 元研究着手，然后经过反复细致的可行性，安全性分析以及对整个系统的运动校核，功 能分析，而得到并形成系统的整体的结构，并且针对本系统的特点，来选择最适合的系 统方案。 因此，本文首先就方案的选择进行了研究。通过设计者掌握的专业基础知识，互联 网上的相关资料以及国内外已有的设计种类的现状，经过详细的方案调查，为本次毕业 设计设计出了一套环保节能的电动汽车车门。 关键词：关键词：电动汽车；环保节能；车门 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 XX 学院本科毕业论文 ii Abstract With the aging of the population problem is becoming more and more serious, the elderly and disabled travel, there is a problem in any country. How to solve this problem, which reflects the developed degree of a society from the level of science and technology to the humanistic care and other aspects of the. Our attention to this situation or not, that is no easy installation in vehicles off disabilities on facilities, this situation there are many inharmonious factors, more make the populationdifferentiation, a decline in social humanistic concern degree. The arrangement oflifting system for disabled people in the car, can improve the above situation. The disabled to pedal accessibility, and realize the company by personnel, andtrained personnel to operate this set of machinery, control to complete the disabledspecial automobile seat lifting system, to enable the disabled smoothly on the trainobjective. Should first in- depth discussion from the feasibility scheme of the mechanism, through the hands of the power unit, and then after repeated and carefulfeasibility, safety analysis and correction of motion, the system function analysis, and get and the formation of systems overall structure, and according to the characteristics of the system, to select the most suitable system scheme the. Therefore, this paper studied the scheme selection. Through the professional knowledge of master designers, relevant information on the Internet and the status ofdesign types at home and abroad, after detailed investigation plan, for this graduation design is to design a set of practical disabled only car seat lifting system. The system uses the locking mechanism in the hydraulic circuit as the power unit, the scissor lift mechanism. Key Words：Electric vehicle；Environmental protection and energy saving；Car door XX 学院本科毕业论文 I 目录 1 绪论 . 2 1.1 电动汽车发展概述 . 2 1.2 课题研究的背景及意义 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.3 电动汽车的发展趋势 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.4 本课题的主要研究内容 . 3 2 电动汽车车门的总体方案设计 . 4 2.1 电动汽车车门结构布局图 . 4 2.2 电动汽车车门的主要形式 . 5 2.2.1 内外板整体冲压成型式车门 . 5 2.2.2 窗框内藏式车门 . 6 2.2.3 独立窗框式车门 . 7 2.2.4 无窗框式车门 . 7 2.3 电动汽车车门的组成部分 . 8 2.3.1 车门钣金 . 9 2.3.2 门锁 . 10 2.3.3 门拉手 . 11 2.3.4 挡风玻璃 . 12 3 三维软件设计总结 . 12 参考文献 . 13 致谢 . 14 XX 学院本科毕业论文 2 1 绪论绪论 1.1 电动汽车发展概述电动汽车发展概述 中国电动汽车重大科技项目的研发开始于2001年， 经过两个五年计划的科技攻关以及 奥运、世博、“十城千辆”示范平台的应用拉动，中国电动汽车从无到有，技术处于持 续进步状态，建立起了具有自主知识产权的电动汽车全产业链技术体系。到2010底，全 国共有25个城市加入“十城千辆”节能与新能源汽车示范推广工程，50多家企业的184 个车型进入节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型目录，各地示范运行各类 电动汽车超过1万辆，示范运行里程超过2亿公里，累计载客90亿人次以上。电动汽车关 键技术总体水平和应用规模位于国际前列，部分领域实现突破性进展。同时，中国的电 动汽车在产品研发及示范推广方面已经取得了举世瞩目的成绩。 截至2012年6月底， 共有 83家企业的454款节能与新能源汽车产品进入节能与新能源汽车示范推广推荐车型目 录。截至2012年3月底，25个示范城市累计推广节能与新能源汽车超过1.9万辆。其中， 公共服务领域1.68万辆，建成充（换）电站170座，充电桩6400余个，载客超过90亿人次。 经过十年一剑的历程， 中国的电动汽车已经开始从研究开发的阶段进入了产业化的阶段， 冉冉升起的中国电动汽车产业正在呈现出蓬勃的生机。当前，在各种新能源汽车的技术 路线中，以混合动力、纯电动汽车和燃料电池汽车为代表的电动汽车被普遍认为是未来 汽车能源动力系统转型发展的主要方向，已经成为世界汽车强国和主要汽车制造商发展 重点。中国已经是世界汽车产业大国，但“大而不强”，中国未来的汽车工业必须探求 新的思路。电动汽车产业有望为中国汽车工业开拓新的增长点。未来10年是中国新能源 汽车发展的战略机遇期，中国高度重视电动汽车的发展，在2011年3月出台的“十二五” 规划纲要中，中国把新能源汽车列为战略性新兴产业之一，提出要重点发展插电式混合 动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车技术，开展插电式混合动力汽车、纯电动汽车研 发及大规模商业化示范工程，推进产业化应用。未来中国电动汽车将迎来新一轮的高速 发展。2010 年年初国际气候组织曾对40 名电动汽车相关行业专家进行访谈，结果表明 充电基础设施建设的重要程度在电动汽车发展众多影响因素中排名第2， 超过了购买价格 因素，仅次于排名第1的电池技术提高因素。充电设施的基础性、关键性作用各方已达成 共识。从国外发展情况来看，尽管国外主要发达国家的充电设施建设还处于起步阶段， 但是政府支持力度非常大。从国内发展情况来看，中国充电设施建设主要参与者包括国 家电网公司、南方电网公司、普天海油、中石化、比亚迪等企业。近几年来，中国已经 投产了一定数量的充电站与充电桩，充电方式有快充、慢充、换电池等多种，先期的工 作为后续建设提供了宝贵经验。当下，国家电网公司、南方电网公司、普天海油、中石 化等企业已经与多数地方政府签订了战略合作协议， 制定了较为明确的建设目标和计划， XX 学院本科毕业论文 3 充电站建设开始呈现加速发展的势头。尽管充电基础设施建设在国内外普遍得到高度重 视，但是当下世界各国都面临着相关技术标准与运营模式不明确等一系列问题，中国亟 待在试点基础上加大研究和创新力度， 探索一条适合中国国情的充电基础设施发展道路。 世界各国著名的汽车厂商都在加紧研制各类电动汽车，并且取得了一定程度的进展和突 破。 第一，日本一直以来，出于对能源危机和环境保护的关注及占领未来世界汽车市场 的考虑，日本十分重视电动汽车的研制与开发。从当下世界范围内的整个形势来看，日 本是电动汽车技术发展速度最快的少数几个国家之一，特别是在混合动力汽车的产品发 展方面，日本居世界领先地位。企业，只有日本的丰田和本田两家汽车公司。1997年12 月，丰田汽车公司首先在日本市场上推出了世界上第一款批量生产的混合动力轿车 PRIUS。该轿车于2000年7月开始出口北美，同年9月开始出口欧洲，已经在全世界20多个 国家上市销售。 当下推出的产品已经是多次改进后的第二代产品， 其生产工艺更为成熟。 根据丰田汽车公司的测试，PRIUS轿车在城市工况下比同等排量的花冠轿车节油44.4%； 在市郊节油29.7%，综合节油40.5%。有关统计数据显示，丰田汽车公司已占有全球混合 动力汽车市场90%的份额。2004年9月15日，一汽集团与日本丰田汽车公司在北京举行了 混合动力汽车合作项目签字仪式， 宣布双方在2005年内。 共同生产丰田PRIUS混合动力轿 车。PRIUS混合动力轿车将在同年进入中国市场。继PRIUS混合动力轿车之后，丰田汽车 公司还推出了ESTIMA混合动力汽车和搭载软混合动力系统的CROWN轿车。 丰田汽车公司在 普及混合动力系统的低燃耗、 低排放和改进行驶性能方面已经走在了世界的前列。 此外。 本田汽车公司开发的Insight混合动力电动汽车也已投放市场.供不应求。 2002年4月， 本 田汽车公司在美国市场上投放了Civic混合动力汽车。 日产汽车公司宣布， 将于2006年向 美国市场销售Ahima牌混合动力汽车， 这是其于2002年与丰田汽车公司签署联合生产混合 动力汽车协议的第一个产品。 第二，美国。美国的汽车公司在电动汽车产业化方面比来自日本的同行逊色不少， 三大汽车公司仅仅小批量生产、销售过纯电动汽车，而混合动力和燃料电池电动汽车还 未能实现产业化，来自日本的混和动力电动汽车在美国市场上占据了主导地位。 第三，挪威。2012年挪威电动汽车销量达到了1万辆，占当年新车销量的比例达到 5.2%， 这对人口仅500万人口的挪威来讲颇引人瞩目。 挪威市场的电动汽车多为日产Leaf 车型，2012年日产Leaf型车在挪威汽车销售市场上排名第13位，其他品牌的电动汽车有 Revas和KewetBuddies等。 1.2 课题研究的背景及意义课题研究的背景及意义 近年以来，随着我国经济的高速增长，电动汽车在汽车工业中的地位也日益显 著， 当今世界电子技术迅速发展，微处理器、微型计算机在各技术领域得到了广泛应 XX 学院本科毕业论文 4 用，对各领域技术的发展起到了极大的推动作用。一个较完善的机电一体化系统，应包 含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及 信息处理部分。机电一体化是系统技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测 传感技术、 伺服传动技术和机械技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。 对于选择电动汽车左前车门的设计作为这次的题目，我觉得当今各大汽车公司所生产的 电动汽车车门，都耗时，成本高，使用不灵活等等，存在着各种各样的缺陷。因此，好 的电动汽车车门的设计可以提高电动汽车的使用年限，降低电动汽车车门的维修成本， 保证人身安全和大力地倡导了环保节能等等当今社会汽车工业发展主题。 当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对电动汽车车门的设计及制造提出 了更高的要求。我们这些即将大学毕业的机械设计制造及其自动化专业的学生，要进行 对本专业所学习的知识进行综合的运用和掌握，为此我们要进行毕业设计，要自己动手 进行思考问题，为社会主义现代化建设的发展贡献力量，也要从此迈出展现自己价值的 第一步。 传统的电动汽车车门，结构简单，门锁安装繁琐，且安全系数不高，而本课题所设 计的新型电动汽车车门，能够实现车门的自锁和无人时报警等等诸多功能，与传统的电 动汽车车门相比，各方面功能得到了显著的提高。但从另一方面来说，特别与发达国家 的电动汽车车门相比， 还是有一定的差距， 因此新型电动汽车车门的设计具有重要意义。 电动汽车体积小，变速灵活，价格成本低廉很受欢迎，越来越多的人们选择电动汽车 作为载人的工具。根据市场调查发现，电动汽车必须满足当今人们对节能，环保等方面 的需求，能够在不污染大气环境的情况下，能够很好地替代机动车辆的不足，以及结合 机动车辆的所有优势。目前市面上的电动汽车大多都是采用传统的车门结构，在某些特 定的区域，这种结构形式的电动汽车非常不受欢迎。由于以往的电动汽车车门采用传统 的结构形式， 这样就造成传动精度不好控制， 保养维护费用较高;同时存在一定的安全隐 患。因此，对整机的安全性要求较高，操作时也会给工作人员带来强烈的震动，使得操 作很不舒服。所以研究开发出一种新式的电动汽车车门势在必行！ XX 学院本科毕业论文 5 1.3 电动汽车的发展趋势电动汽车的发展趋势 现今，发展以电动车为代表的新能源汽车是我国汽车产业提升国际地位，特别是提 升国际竞争力的重要举措。过去的几年中，政府有关部门为了鼓励电动汽车的发展，相 继出台了一批扶植措施，这些政策不但对电动车技术研发起到了积极的作用，还对我国 电动车的产业化有着不小的推动。如此优良的政策环境和市场预期下，我国目前的电动 车产业化发展热情不断高涨，这也带动了以上游供应、关键零部件制造、整车组装和配 套设施建设为主的电动车体产业系的孵化。中国是当今世界第一的汽车消费大国，世纪 之交的2000年10月“鼓励轿车进入家庭”第一次被堂堂正正的写入“十五”规划的建议 中，短短十年的发展，中国汽车行业的发展让世界瞩目。随着，越来越多的人开始关注 地球环境，全球汽车产业的风向标也集体指向了“环保、节能、高效”。中国大力扶植 发展电动汽车的产业政策更是引领了世界汽车行业的发展走势。4月22日是“世界地球 日”，2011国际电动汽车示范城市及产业发展论坛上午在沪开幕，国家科技部部长万钢 和上海市市长韩正上午共同为“中国（上海）电动汽车国际示范城市”揭牌。上海成为 中国首个电动汽车国际示范城市，嘉定区被指定为电动汽车国际示范区，以嘉定为核心 的电动汽车国际示范城市规划和实施方案同时公布。现代电动汽车一般可分为三类：纯 电动汽车（PEV）、混合动力汽车（HEV）、燃料电池电动汽车（FCEV）。但是近几年在 传统混合动力汽车的基础上，又派生出一种外接充电式（Plug-In）混合动力汽车，简称 PHEV。纯电动汽车（PEV）是指完全由动力蓄电池提供电力驱动的电动汽车，虽然它已有 134年的悠久历史，但一直仅限于某些特定范围内应用，市场较小。主要原因是由于各种 类别的蓄电池，普遍存在价格高、寿命短、外形尺寸和重量大、充电时间长等严重缺点。 混合动力电动汽车（HEV）由于完全由动力蓄电池驱动的纯电动汽车，其性能/价格比长 期以来都远远低于传统的内燃机汽车，难于与传统汽车相竞争，上个世纪90年代以来各 大汽车公司都着手开发混合动力汽车。丰田在1997年率先向市场推出Prius混合动力汽 车，并在日本、美国和欧洲各国市场上均获得较大成功，累计产销量已超过60万辆。随 后本田、福特、通用和欧洲一些大公司，也纷纷向市场推出各种类型的混合动力汽车。 特别要说的是混合动力电动汽车是指具备两个动力总成、而其中有一个可以释放电能的 汽车。混合动力汽车按混合方式不同，可分为串联式、并联式和混联式三种；按混合度 的不同，又可分为微混合、轻度混合和全混合三种。目前我国若干汽车企业研制的混合 动力汽车，大多采用轻度混合或微混合方案，主要是考虑这二种方案的技术难度较小， 生产成本也较低。但是根据研究表明，混合动力汽车的节油率几乎与汽车功率的混合度 和汽车的生产成正比上升。因此，从长远来看，研制全混合电动汽车是一种必然趋势。 外接充电式混合动力汽车（PHEV）是最新的一代混合动力汽车类型，近年来受到各国 政府、汽车企业和研究机构的普遍关注。国内外专家认为，PHEV有望在几年后得到广泛 的推广使用。 XX 学院本科毕业论文 6 据统计， 法国城镇居民80%以上日均驾车里程少于50km， 在美国， 汽车驾驶者也有60% 以上日均行驶里程少于50km，80%以上日均行驶里程少于90km。PHEV特别适合于一周有5 天仅驾车用于上下班，行驶里程5090km之间的工薪族使用。PHEV是在混合动力汽车上 增加了纯电动行驶工况，并且加大了动力电池容量，使PHEV采用纯电动工况可行驶50 90km，超过这一里程，即必须起动内燃机，采用混合驱动模式。所以PHEV的电池容量一 般达510kWh，约是纯电动汽车电池容量的3050%，是一般混合动力汽车电池容量的 35倍，可以说它是介于混合动力汽车与纯电动汽车之间的一种过渡性产品。与传统的 内燃机汽车和一般混合动力汽车（HEV）对比，PHEV由于更多的依赖动力电池驱动汽车， 因此它的燃油经济性进一步提高，二氧化碳和氮氧化物排放更少。由于动力电池容量的 加大，每辆车的售价至少比一般HEV高2000美元左右。 而最后将要提到的是燃料电池电动汽车（FCEV）。国家科技部将研发燃料电池客车和 燃料电池轿车列为“十五”和“十一五”计划“863”重大科技项目。并已取得一系列重 大科技成果，但是在多年实践中，也暴露出：燃料电池发动机的耐久性寿命短；燃料电 池发动机的制造成本居高不下；燃料电池发动机对工作环境的适应性很差；燃料电池汽 车的使用成本过于高昂等一系列技术、经济诟病。即便存在如此多的问题，从环境效应 和长远利益考虑，燃料电池汽车是未来电动汽车的发展方向是无需置疑的。燃料电池虽 然是理想的清洁能源，但是目前它的性价比太低，要达到可以进入市场的性价比，可说 是任重而道远，必须从基础材料和基本理论上有重大突破，才可能进入汽车市场。但目 前燃料电池技术尚未成熟，产品还没有一个可以被市场接受的价值等式，安全供给氢气 仍是一个技术难题，其市场前景既决定于技术、成本的突破程度，政府行为和产业政策 对市场的影响更具有决定性作用 但是，我们注意到，早在鼓励电动车政策出台之前，社会上就存在着这样一种讨论： 究竟是在现有的技术基础上发展柴油汽车还是从“0”开始做电动车呢？对于这个问题， 至今我们还在争论不休。 简单来说， 相比电动汽车， 柴油动力的发展可在政府政策的鼓励下快速形成市场响应， 市场推广难度小，消费者认知度高，技术成熟，结构简单、维修保养费用低，产品适应 度强，但限于国内油品的品质较差，柴油车的推广还是受了一定的束缚。 我国目前的电动汽车示范推广财政补助政策， 主要对代表未来电动汽车发展方向的混 合动力、纯电动和燃料电池汽车给予补贴。在这3种类型中，由于混合动力汽车技术基本 成熟、生产成本较低、基本不需要另行建设配套基础设施，并且企业适应性较强，基本 可以实现规模化、批量化生产，因而是示范推广的重点。对纯电动和燃料电池汽车，由 于技术复杂，生产成本高，并且需要另行建设有关充电装置、加氢站等配套基础设施， 短期内还不具备大规模推广的条件。我认为，为形成相关技术储备、抢占未来汽车产业 发展的制高点，有必要进行小规模的商业化示范推广。 XX 学院本科毕业论文 7 1.4 本课题的主要研究内容本课题的主要研究内容 本课题是针对电动汽车车门的毕业设计。具体包括以下内容： (1)查阅各种关于电动汽车车门的资料和各种参考文献， 确定电动汽车车门的结构原理和 组成部分。 (2)对确定好方案的电动汽车车门利用Catia制图软件进行设计和绘制，设计出电动汽车 车门的装配图和零件图。 (3)电动汽车车门总成以及车门， 门锁等等零部件的设计和绘制， 图纸符合国家标准规范。 (4)编写设计说明书。 2 电动汽车车门的总体方案设计电动汽车车门的总体方案设计 2.1 电动汽车车门结构布局图电动汽车车门结构布局图 本次设计的电动汽车左前车门的设计， 采取的方案是： 车门外板和内板采用激光焊接 的方式电焊，门外办上面装有门锁和拉手，车门上部装有挡风玻璃，铰链安装在门的侧 边，上、下各一个。具体方案布局图如下： XX 学院本科毕业论文 8 2.2 电动汽车车门的主要形式电动汽车车门的主要形式 2.2.1 内外板整体冲压成型式车门内外板整体冲压成型式车门 从车门的形状看，车门成型是从外向内（对于安装后）冲压成型，然后包上车门钣 金的。车窗窗框比较窄，整体成型的车门要在整块钢板上冲压掉窗玻璃的位置，而车门 下部还要冲压出深度。这样就需要经过更多次的冲压工艺步骤，如果金属材料的延展性 不好，就会造成局部变形区由于金属晶粒拉伸变形较大而强度下降。、焊接位置并不一 定造成金属强度下降，反倒是局部强度上升，但韧性会下降一些。不过如果焊接技术不 好会造成局部脆硬，受到撞击变形较大时会容易出现断离。 整体成型车门优点是整体冲压成型，质量比分体冲压然后焊接成型的更容易控制， 缺点是必须使用延展性好的钢板，而且冲压模具成本以及钢板用量比焊接成型的高；分 体冲压然后焊接成型的车门，优点是模具以及钢板用量等方面的成本都会低一些，缺点 是焊接工艺过程的质量控制比较难， 因为车门钢板的厚度相对于焊接工艺来说有些偏薄， 焊接工艺控制不好，会造成局部强度明显下降。 本次设计的车门就是采用以上形式， 车门通过内外板冲压后电焊而成。 其图纸如下： 2.2.2 窗框内藏式车门窗框内藏式车门 XX 学院本科毕业论文 9 窗框内藏式车门即窗玻璃暴露在外面，与无窗框式车门极为相似。该类型又可以分 为两种小类型如下： 1、门内板整体冲压。这种类型的车门，整体密封性能比较好，但浪费的材料比较多。 2、独立窗框式车门。这种类型的车门的内、外办可以共用一个模具成型，浪费的废料比 较少，但其内外板的装配的难度会增大，装配过程中产生的间隙无可避免，所以会导致 密封性能下降。其中，有窗框式车门和无窗框式车门结构图如下： 有窗框式车门 无窗框式车门 2.2.3 独立窗框式车门独立窗框式车门 顾名思义，独立窗框式车门就是窗框为滚压件，上面装配有密封条，起到密封的作 用。独立窗框式车门的优点在于冲压产生的废料较少，具有强烈的整形能力，质量与其 他类型的车门比较起来较好。下图即为独立窗框车门图。 XX 学院本科毕业论文 10 2.2.4 无窗框式车门无窗框式车门 无窗框式车门多用于跑车，即为没有窗框的车门，其结构图示如下： 2.3 电动汽车车门的组成部分