Предмет: Машиностроение. Добавлен: 13.05.2022. Год: 2021. Страниц: 24. Оригинальность по antiplagiat.ru: < 30% |
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» ИШИТР Отделение автоматизации и робототехники 15.03.06 «Мехатроника и робототехника» ТЕМА: ПРОГУЛОЧНЫЙ АВТОМОБИЛЬ ДЛЯ ИНВАЛИДОВ И ЛИЦ ПРЕКЛОННОГО ВОЗРАСТА В ПАРКОВОЙ ЗОНЕ КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине: Основы разработки компонентов мехатроники и робототехники Выполнили: студент группы 8Е92 25.10.2021 Томск – 2021? ОГЛАВЛЕНИЕ Цель работы 3 Введение 4 Проектировочный расчет 5 1 Анализ и выбор исходных параметров 5 2 Расчет и выбор электродвигателя 6 2.1 Расчет параметры электродвигателя 6 2.1.1 Расчет силы сопротивления качению 7 2.1.2 Расчет силы сопротивления подъему 7 2.1.3 Расчет силы инерции при движении с ускорением 8 2.2 Выбирание электродвигателя 10 3 Компоновка трансмиссии автомобиля 12 3.1 Основные требования к компоновке автомобиля 12 3.2 Анализ популярных компоновок трансмиссии и ее выбор подходящий 12 4 Расчет передаточного числа трансмиссии автомобиля 15 4.1 Расчет входной скорости дифференциала 15 4.2 Расчет параметр редуктора 16 5 Расчет и выбор аккумуляторов для автомобиля 19 Заключение 22 Литература 23 Цель работы Целями проекта являются исследование основных параметров и создание недорогого, легкого автомобиля с электроприводом, чтобы помочь пользователям двигаться в различных дорожных условиях в парковой зоне. ? Введение Производители постепенно переводят обычные автомобили с двигателей внутреннего сгорания на электродвигатели. Это показывает, что автомобили, использующие чистые источники энергии, особенно электродвигатели - это будущее мировой транспортной отрасли. Поэтому другие средства передвижения, такие как автомобили для пожилых инвалидов и лиц преклонного возраста, не могут не следовать этой тенденции. Нельзя отрицать, что часто у инвалидов и лиц преклонного возраста слабое здоровье, их возможность общения и доступ к обществу очень трудны по сравнению с обычными людьми. На самом деле есть автомобили, которые помогают им передвигаться, на пример кресло-коляска с ручным - это самый популярный. Тем не менее, использование кресло-коляска с ручным приводом требует от пользователя здорового фона, а также сопряжено с риском несчастного случая, когда пользователь имеет слабое здоровье и нуждается в реабилитации. Следовательно, создание электрического кресла-коляски необходимо, чтобы иметь возможность перемещаться дальше с меньшими усилиями. В этом проекте мы сосредоточены на анализе и расчете системы трансмиссии, системы двигателя и электро-системы, тем самым делая выбор подходящего компонента. ? Проектировочный расчет Анализ и выбор исходных параметров Нагрузка: автомобиль рассчитается на перевозку до двух взрослых, первоначальная предполагаемая масса составляет около 160 кг. Вес автомобиля, включая шасси, кузов, электродвигатель, колеса, дифференциал, систему рулевого управления, аккумулятор... оценивается в 350 кг и 10 кг для багажа. Общая масса машины изначально оценивалась примерно в M_0=520 кг. Таблица 1.1 – Расчетная масса автомобиля № Называние Масса (кг) 1 Двое взрослых 160 2 Механические детали: шасси, кузов, рулевое управление, колеса, ... 280 3 Аккумулятор 55 4 Электродвигатель 1 5 Багажи 10 M_0 520 Скорость: автомобиль рассчитается для движения по парковой зоне, поэтому необходимо выбрать подходящую скорость, чтобы обеспечить безопасность пользователя, а также других участников дорожного движения. Максимальная скорость, выбранная для автомобиля V_max=15 км/ч — это подходящая скорость, так как она не много больше, чем скорость обычного бегуна V_бег=10-13 км/ч. Условия движения: автомобиль перемещается в парковой зоне, поэтому не слишком требовательно к условиям эксплуатации. Большинство дорог в парке представляют собой бетонные дороги со следующими средними коэффициентами (В этом проекте рассчитаем при состоянии сухой бетонной дороги): Коэффициент сопротивления качению: 0,015. [1] Максимальный уклон: 20%.? Расчет и выбор электродвигателя Расчет параметры электродвигателя Исходные параметры для расчета и выбора мощности электродвигателя. Общий вес автомобиля: M_0=520 кг. Максимальная скорость: V_max=15 км/ч=4.17 м/с. Радиус колеса: R=0.2 m Коэффициент сопротивления качению: f=0.015. Максимальный уклон: 20%, тогда угол уклона дороги: ?=arcsin?0.2=11.5°. Ускорение свободного падения в городе Томск: g=9.816 m/c^2. [4] Мощность электродвигателя, необходимая для создания тангенциальной тяги в активных колесах (двух задних колесах) автомобиля, используется для преодоления следующих сопротивлений движению: сила сопротивления подъему, сила сопротивления качению, сила сопротивления воздуху и сила инерции при разгоне. Однако мы рассчитываем параметры электродвигателя для автомобиля с не высоткой скоростью движения и небольшими размерами, малым поперечным сечением воздушного трения. Поэтому силу сопротивления воздуху можно игнорировать. В общем, имеем следующее уравнение баланса сил: ?F_Т=F?_СК+F_СП+F_И, где F_Т – тангенциальная тяговая сила из колес на заднем приводе, F_СК – сила сопротивления качению, F_СП – сила сопротивления подъему, F_И – сила инерции при движении с ускорением. Для удобства расчетов примем, что центр тяжести автомобиля находится на полу автомобиля, то есть центр тяжести находится на линии, соединяющей две оси колес. Рисунок 2.1 – Cилы, действующие по наклонной дороге Расчет силы сопротивления качению Сопротивление качению создается за счет деформации и трения шины о поверхность дороги. Следовательно, сопротивление качению, возникающее во время движения автомобиля, является суммой полного сопротивлений колес: F_СК=?_(i=1)^(n=4)-? _i.F_i cos?,? где F_i – вертикальная нагрузка на i-е колесо, f_i – коэффициент сопротивления качению, ? – угол уклона дороги. В данном случае колеса такие же и сумма вертикальных нагрузк колёс является вертикальной нагрузкой автомобиля, поэтому: F_СК=f.M_0.g.cos? =0.015*520*9.816*cos ?11.5°? =75 Н, где M_0 – общий вес автомобиля, g – ускорение свободного падения. Расчет силы сопротивления подъему Силу тяжести автомобиля можно разложить на две составляющие, перпендикулярные или параллельные поверхности дороги. Рисунок 2.2 – Влияние силы тяжести по наклонной дороге Составляющая силы тяжести в направлении Ox препятствует движению автомобиля, когда автомобиль движется по наклонной дороге – это сила сопротивления подъему: F_СП=P_Ox=P.sin??=M_0 g.sin?? =520*9.1816*sin??11.5° =952 Н, где P – сила тяжести автомобиля, M_0 – общий вес автомобиля, g – ускорение свободного падения. Расчет силы инерции при движении с ускорением Предположим, автомобиль может ускоряться от 0 до 4.17 м/с за 5 секунд при движении по горизонтальной дороге – это максимальное ускорение, которое может достичь автомобиль. Оно можно рассчитать по формуле: a_мак=?v/?t=(4.17-0) (5-0)=0.834 ?м/c?^2. Сила инерции возникает, когда автомобиль движется неравномерно (ускоряется или замедляется), то есть это движение с ускорением. Сила инерции – это сила, которая сопротивляется движению транспортного средства, когда автомобиль ускоряется. Её можно рассчитать по закону Ньютона: F_И=M_0.a_мак=520*0. 34=434, где M_0 – общий вес автомобиля, a_max – максимальное ускорение автомобиля.// ? заключение Изучены и рассчитаны основные параметры основной части (трансмиссия, система двигателя и электро-систем) для сборки автомобилей для инвалидов и лиц преклонного возраста в парковой зоне. Компоненты выбирались с параметрами, которые соответствуют расчетным параметрам, даже с избытком для вычета факторов, которые мешают, изнашиваются, не полезные параметры,…не рассчитаны. ? литература Эксплуатационные свойства автомобиля: [учебное пособие] / Автомобиле- и тракторостроение / А. Ш. Хусаинов. – Ульяновск: УлГТУ, 2011. – 109 с. Влияние факторов на сцепные качества покрытии? автомобильных дорог: [статья] / Евтюков С.А. - УДК 656.13.08:65.012.12. Integrated modeling and analysis of dynamics for electric vehicle powertrains: [статья] / Gwangmin P. Seonghun L. Sungho J. Sangshin K.// Expert Systems with Applications - Vol 41, № 5, с. 2595-2607. |
|
Перейти к полному тексту работы |