Разработка сборочной уменьшенной модели автомобиля КамАЗ для изучения основных принципов автомобилестроения и вспомогательных систем движения

Подписаться на 3Dtoday
vbhz
Идет загрузка
Загрузка
02.04.19
3926
17
печатает на MakerBot Replicator 2
Творчество
42
Статья относится к принтерам:
PICASO Designer PRO 250 MakerBot Replicator Hercules
Авторы:
Елагин Алексей, Красноярский край, г. Зеленогорск, МБОУ "Лицей 174", 11 класс
Дядюшев Кирилл, Красноярский край, г. Зеленогорск, МБОУ "Лицей 174", 9 классРуководитель:
Снегирева Вилена Сафовна, Красноярский край, г. Зеленогорск, МБОУ "Лицей 174", учитель информатики
3d38cec46f068255722b2753c29e3068.jpg
Здравствуйте, сегодня мы хотели бы рассказать про нашу разработку, которая создается на протяжении одного года. Идея проекта - содать модель автомобиля, с помощью которой можно бы было расширить свои знания в области машиностроения.

Научный прогресс никогда не стоит на месте. Еще в далеком 1768 году был изобретен и создан первый в мире автомобиль, способный перевезти человека. В 1806 году появились первые автомобили, приводимые в движение с помощью двигателя внутреннего сгорания, в начале ХХ века стали появляться первые электромобили. Так начиналась история автомобилестроения во всем мире.
cc3dab5606b3e6fe719a4c3c300f69f6.jpg
На сегодняшний день автомобиль – обыденность. В мире существуют огромное количество автозаводов, где проектируются и создаются машины для всех сфер деятельности человека. Но далеко не каждый знает устройство автомобиля, и, тем более, принцип работы некоторых электронных систем помощи управления, которые используются в современных транспортных средствах.
57f578f14dff9c4f15b8eb3fe0411486.jpg
Многим ученикам школ, университетов, центров дополнительного образования детей интересно, как выглядит автомобиль изнутри. Мы столкнулись с проблемой - отсутствие дешевых и достпуных уменьшенных учебных сборочных моделей автомобилей, с помощью которых можно бы было показать все принципы автомобилестроения и действие вспомогательных систем движения.

Мы решили разработать такую модель автомобиля, в которой были бы установлены все конструктивные элементы, что используются в реальных автомобилях. Так как в школьном технопарке были 3D принтеры, мы решили создать все детали с помощью аддитивных технологий.

Почему именно КамАЗ?
У нас в наличиии была металличсекая игрушка советских времен, которая из-за неприемлемых условий хранения быстро пришла в негодность: покрылась ржавчиной, пластиковые деталли уже рассыпались. Мы решили дать вторую жизнь этой машинке и на базе игрушки разработать свою модель.
934ab55cebb13ce3a2eef265704fed94.jpg
ca84b5e6edac6b1d6cd5160dab328330.jpg
Кроме того, это большая платформа, на которой можно бы было разместить все необходимые конструктивные элементы.
Еще нас вдохновила команда КАМАЗ мастер, уже какой год удерживающая лидирующие позиции в ралли рейдах.
02c7ff17b8854ab363aebabd085b9d80.jpg
Начали разрабатывать модель мы с реставрации и усиления рамы, подборки необходимых компонентов и материалов.

Вторым этапом мы разработали конструктивные элементы автомобиля в CAD-системе КОМПАС-3D, также полезным дополнением стала машиностроительная конфигурация КОМПАС-3D. Задача оказалась не такой уж и простой, на разработку неокторых элементов у нас уходило по 3-4 дня.
9c1e9c793ec619a20bc5e8f9aa648e3a.png
После разработки всех элементов мы приступили к печати на 3D принтере. Мы использовали Picaso PRO 250, MakerBot Replicator 2, Hercules H380. Разные компоненты печтатлись разными филаментами. Всего мы использовали 4 разных типа пластика.
ee576df54f500c44905f42e8aeedd3be.jpg
ba75aee55d8722ca9343075718d5b747.jpg
f6eb28d15fc6bbd1fdd04c0f97a9efbc.jpg
3b3564e91a4e070e9dbfe7525ebcdc2e.jpg
e443cfeaad241be7a515ab9d53b25705.jpg
Следующим этапом стала обраотка материалов и долгожданная сборка модели, но наше счастье продлилось не долго. Конфигурация модели - силовой внедорожник. Два неразрезных моста, два межколесных дифференциала, повышающие колесные редукторы. Тогда мы еще не упели установить электропривод, трансмиссию, управляющую плату. Но после небольших испытаний шуруповертом стало ясно:
1. саттелиты в дифференциалах очень слабые
2. ширина зубчатого венца главной пары очень маленькая
3. полуоси слишком слабые, чтобы терпеть большие нагрузки
4. во всех конструкциях постоянное повышенное трение, а это очень сильно уменьшает ресурс работы деталей
Но самой главной ошибкой в этом была установка повышающих колесных редукторов, а не понижающих. Модель получалась очень массивной и двигатели просто не смогли бы сдвинуть с места КамАЗ. После анализа проведенной работы и выкидывания примерно восьмидесяти процентов деталей мы приступили к модернизации автомобиля. В мосты мы установили подшипники, смазали все движущиеся части литолом и силиконом. переделали полностью дифференциал, изменили редукторы на понижающие.
cb4d7b2958692345cef25f8364ddf491.jpg
667c9d5df3efaf276e7c7cd8efee158d.jpg
fc0dfb5b023eab4eaf66003ed8d517bb.jpg
2d1f16dfd7e716522d7dadc39cfa67b3.jpg
1ba7855b950e17eff70b40d644ce2a30.jpg
После проделанных модернизаций мы присупили к установке электропривода и управляющей платы. Моторы взяли сначала от насоса омывателя ВАЗ 2109, потом взяли мощнее от радиоуправляемого вертолета, трансмиссия неодократно переделывалась и дорабатывалась, устанавливались металлические элементы.
2851e03869e372837a58e38a863fea1e.png
e30fc971ec23dd93bcbb2c3523573cce.png
3a7d27751648753134d7da0a80072a51.jpg
d5f0615cf6b22780a091030f73f6d55a.jpg
da93490bc37a70a1ac6af2a65f6faa69.jpg
0eed2b5343217d508dc08b0127b4cd95.jpg
704dc187cf147ef0c25464569c79366f.jpg
На сегодняшний день мы изменили и размер колес, поменяли цвет кабины, перешли с литийионных аккумуляторов типа 18650 на свинцово кислотный с большей мощностью и меньшими требованиями к окружающей среде. Обычная игрушка превратилась в настоящего монстра, который не просто едет, а разгребает все на своем пути, пока хватает мощности. Масса этой махины порядка 3-4 килограмм. Там установлена пневматическая подвеска на базе конструктора LEGO, которая успешно амортизирует все удары по мостам и рычагам подвески.
81beed53ff7dd7e979cbc0558cfeaf4a.jpg
83f177c523c1e079414c9fb6d1e7dfea.jpg
36ecea4cb11df51324e10411ac1e25b2.jpg
4623bf1aa9958e4b714b8cecd109361a.jpg
55a7ca9ee34ecdcb59772c78dda3ca7f.jpg
c135e61f1ebdf858c778c591af5bba6c.jpg
крутящий момент такой крутящий)))
c99951be1e4d4d703f700dd4c6507c84.jpg
b6ffaa2bbae3e18fa3087cae63d86b1c.jpg
d0e56f5f0e56fc8e0f44047641aa095d.jpg
ccaf1f9aaf1ad37a4aa07e9d2d62cdae.jpg
6debfb44e21dba17039e81ca054fe309.jpg
51819a38f127a23a1fbaf09dec180596.jpg
e4281d765176cf7b05a06941e0fc8670.jpg
dec3432ffe9f66e5c799ebf5710e4b4c.jpg
e4c9ce00604c4b8ae494806f796a4934.jpg
a1bbbcb89ba6b4e8c830ddf068ad9bf2.jpg
1db74e60ac8b70be868a271bf5c0384c.jpg
Сравнение с аналогичными моделями автомобилей
Стоимость нашей модели составляет порядка 10000 руб.

Трофи модель CMX от MST (Max Speed Technology) 1/10 – 16399 руб.
AXIAL SCX10 II Jeep Cherokee 4WD 1/10 KIT – 26910 руб.
AXIAL SCX10 II Jeep Cherokee 4WD 1/10 RTR – 31800 руб.

Все модели автомобилей были взяты с сайта RCMOTORS.ru, стоимость таких моделей очень высока. Кроме того, такие модели не имеют потенциала для дальнейшего усовершенствования и изменения конструкции. Каждая из приведенных моделей оснащена системой дистанционного управления, в нашей же модели в дальнейшем будет установлен программируемый микроконтроллер, с помощью которого можно будет настроить дополнительные системы управления, в том числе настройку подвески. Электрическая оснастка приведенных моделей не позволяет выполнить такие алгоритмы.

Наш проект может быть интересен тем ребятам, кто занимается прототипированием и моделированием, а также трехмерной графикой и печатью на 3D принтере. Изобретение собственной трехмерной модели, ее печать на принтере, сборка, вот, что может заинтересовать любого школьника. В нашей стране в каждой школе есть компьютеры, на которых можно создавать свои модели в программе «Компас- 3D». Но отсутствие 3D-принтеров, может быть препятствием в реализации нашего проекта. Кроме того, наш проект будет интересен тем, кто хочет связать свою жизнь с машиностроением и разрабатывать новые механизмы, которые в дальнейшем будут применять в изготовлении уже реальных автомобилей. Изготовленную модель также можно использовать в качестве обучающе-развлекательного пособия. Тем, кто решит реализовать наш проект необходимо дополнительное оборудование, либо возможность арендовать такое оборудование. Нельзя обойтись без дополнительных затрат на некоторые компоненты, а также необходимы знания и умения в области машиностроения и 3D печати.

Спасибо за внимание!!!

Ссылка для скачивание техничсекой документации на проект (STL, m3d, и т.д. 3ГБ):
https://drive.google.com/open?id=1HWSVWo6YDUyX-Iy_Uht_E3-aGUhECuLt

Подписаться на 3Dtoday
42
Комментарии к статье

Комментарии

03.04.19 в 11:25
5
Ребята, вы ОЧЕНЬ крутые! Вот если подобным будет заниматься каждая школа в которой стоит 3D принтер, вполне возможно, у нас в стране начнутся положительные сдвиги! Респект и салют! Продолжайте в том же духе!
07.04.19 в 04:57
0
Т. е. они в плохой школе учатся?
03.04.19 в 11:39
1
респект, перезалейтие файлы что-то не работают
03.04.19 в 13:23
0
Даже STL не открывает?
03.04.19 в 12:32
2
Ребята! Вы просто молодцы!
Лично мне очень понравилась ваша работа, удачи вам в дальнейших разработках! Успехов!
04.04.19 в 02:01
0
Это круто! Ребята молодцы, такую большую работу проделали! Модель с полноценной кинематикой и выглядит красиво - очень радует.
Время с пользой потратили, в первую очередь для себя, такой опыт пригодится в будущем.
04.04.19 в 18:49
1
1. Респект и спасибо вашему преподавателю!
2. Разработчики молодцы! Очень достойный проект (y) Хорошо, что я в своём детстве не знал, что будут такие возможности в будущем :-D
3. Улыбнуло: "вдохновила команда КАМАЗ мастер" - там от нашего КАМАЗа остался только внешний вид, практически ничего советского/российского внутри нет. Достижения нашей команды это конечно же не умаляет, но знать этот факт стоит. Написал только для расширения кругозора.
04.04.19 в 19:15
0
Отвечу цитатой из фильма: "одно дело пихать железки под капот, совсем другое понимать, как они вместе работают" . Да, может там и мало запчастей российского производства, хотя если открыть тех регламент, то можно увидеть некоторые ограничения по использованию импортных деталей, но все вместе это соединить и чтобы это ещё и ехало от 100 км/ч по так называем "дорогам" в пустыне тоже надо уметь. А кто все это соединил? Как раз российские инженеры)))
04.04.19 в 20:18
0
Нет и не было намерения умалять заслуги наших инженеров, конструкторов и пилотов гробящих свои позвоночники ;-)
Повторяюсь: "написал только для расширения кругозора".
07.04.19 в 01:33
0
Если я ем бананы из Бразилии, то я теперь бразилец. Круто, надо выбрать интересное имя. Может Педро... Хотя их там и так не мало.
07.04.19 в 01:39
0
И, связь со всем предыдущим? ;-)
07.04.19 в 03:11
0
Показываю вашу логику рассуждений.
07.04.19 в 04:51
0
"Накладываю" на свое Ваше:

Внешний облик советского авто с российским наследием, но "бразильские запчасти" из этого следует бразильский Камаз/бразильская команда, или как? :-)
07.04.19 в 04:55
0
Я не показывал своей логики, я показал вашу. И, согласно вашей логике, суждение
"бразильские запчасти" из этого следует бразильский Камаз/бразильская команда" является верным.
06.04.19 в 23:26
0
а-фи-ге-ть )) круто!
07.04.19 в 01:33
0
Классная разработка. Отдельно понравились амортизаторы.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Ender 3 + TMC2208 на родной плате Creality3D V1.1.3

HCmaker 7 - неоднозначный аппарат

Разработка и изготовление принтера со столом 300х600 мм

Стайлинг Прюши

Колоночку запилил

Слайсер для 3D принтера PICASO Designer X series. Polygon X . Специальные возможности.