Технология изготовления модели класса ЭЛ-4 Toyota Corolla Sprinter Trueno AE86
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
ГБОУ ДОД
«Центр развития творчества детей и юношества
Нижегородской области»
Технология изготовления модели класса ЭЛ-4
Toyota Corolla Sprinter Trueno AE86
Методическая разработка для обучающихся 7-13 лет
Автор: педагог дополнительного образования
Канафеев Дамир Ильгизович
Нижний Новгород
2014
1
Содержание: 1. Пояснительная записка.....................................................................................3 2. Цель и задачи занятий.......................................................................................3 3. Теоретический материал для проведения занятий.........................................4 3.1. Автомобиль-прототип..................................................................................4 3.2. Требования к моделям ЭЛ-4........................................................................4 3.3. Документация к модели...............................................................................4 3.4. Расчеты основных размеров........................................................................5 3.5. Подбор и расчет редуктора..........................................................................5 4. Практическая работа.........................................................................................6 4.1. Подготовка к созданию................................................................................6 4.2. Изготовление кузова....................................................................................6 4.3. Изготовление шасси.....................................................................................7 4.4. Изготовление передней и задней подвесок................................................7 4.5. Изготовление моторамы..............................................................................8 4.6. Изготовление осей........................................................................................8 4.7. Изготовление колес......................................................................................9 4.8. Крепления ведомой шестерни к оси автомодели......................................9 4.9. Электромотор и батарейный блок..............................................................9 4.10. Итоговая сборка модели............................................................................10 5. Соревнования...................................................................................................10 6. Заключение…...................................................................................................11 7. Литература........................................................................................................11 8. Приложение.....................................................................................................12 2
1. Пояснительная записка
Основной задачей педагога дополнительного образования является побуждение
ребят заниматься техническим творчеством. С помощью проведения
регулярных занятий у обучающихся сформируется мотивация к инженерной
деятельности в школьном возрасте.
Во время занятий обучающиеся должны приобрести навыки работы в
конструкторской деятельности, научиться находить неординарные технические
решения и реализовать свои идеи в жизнь.
Данная методическая разработка подразумевает наличие у обучающихся
начальных навыков работы с различными материалами, инструментами, а также
умения работать с технической документацией.
Модель класса ЭЛ-4 относится к классу простейших моделей для обучающихся
возрастом 7-13 лет. Для ее изготовления используются простые и
общедоступные материалы (картон, текстолит, фанера и др.), а также отдельные
детали (двигатели, батареи), которые можно приобрести в свободной продаже.
Использование современных методов работы является приоритетной задачей на
этапах разработки и создания модели.
Особенно важна эстетика изготовления модели - проработанность модели,
качество изготовления, соответствие прототипу.
Общий объем работ на изготовления модели составляет 24 часа (12 занятий).
2. Цель и задачи
Цель:
Изготовить модель ЭЛ-4 для участия в соревнованиях городского и
областного уровня.
Задачи:
• Ознакомить обучающихся с классом моделей ЭЛ-4;
• Дать понятие об основных принципах работы с чертежами;
• Обучить выполнять технические рисунки, эскизы, рабочие чертежи
отдельных частей объемной модели;
• Ознакомить с принципами работы электрической силовой установки
модели;
• Познакомить с правилами сборки, регулировки и испытаний моделей;
• Совершенствовать навыки работы с разными материалами и
инструментами.
3
3. Теоретический материал для проведения занятий
Теоретическая часть работы занимает 4 часа (2 занятия). За это время
обучающийся изучает основную информацию, необходимую для создания
модели автомобиля.
3.1. Автомобиль-прототип
За прототип модели взят довольно известный,
культовый автомобиль марки Toyota Corolla Sprinter
Trueno AE86. Он выпускался в середине 80-х годов 20-
го века. Это компактный автомобиль, который
выпускался в нескольких модификациях: купе и
трёхдверный хетчбек, со «слепыми» и обычными
фарами. Он был примечателен задним приводом,
низкой массой, отличной развесовкой, задними
дисковыми тормозами (на поздних версиях), очень
надежным двигателем и, главное, - огромным
потенциалом для дальнейшего тюнинга. Это делало
автомобиль отличной основой спортивного автомобиля
для участия в такой дисциплине автоспорта как
управляемый занос (дрифт).
3.2. Требования к моделям ЭЛ-4
Перед тем как начать разрабатывать модель, обучающийся изучает основные
требования к моделям класса ЭЛ-4. Это должна быть объемная модель с
электрическим двигателем, длинной не превышающей 300 мм, и с батареей,
напряжение которой без нагрузки составляет 5В.
В общем случае модель класса ЭЛ-4 состоит из следующих деталей: кузов
модели, шасси, моторама, редуктор, подвески передняя и задняя, оси передняя и
задняя, колеса, мотор, батарейный блок с выключателем.
3.3. Документация для модели
Для того, чтобы начать разработку модели необходим общий чертеж или общая
схема автомобиля в трех проекциях - вид спереди, вид сбоку и вид сверху.
Также необходимо краткое описание основных характеристик, история
создания и другую информацию, которая поможет рассказать о данном
автомобиле более подробно.
В приложении 1 находятся подробные данные об автомобиле, включая общий
чертеж.
43.4. Расчеты основных размеров Учитывая ограничения размеров моделей класса ЭЛ-4, а также зная габаритные размеры автомобиля, обучающийся должен подобрать масштаб модели. Затем, на основе выбранного масштаба обучающийся рассчитывает все габаритные размеры своей модели. При разработке данной модели был выбран масштаб 1:18, длина модели равна 230 мм, колесная база 140 мм. 3.5. Подбор и расчет редуктора Для передачи крутящего момента от электродвигателя к оси автомодели используется простейший редуктор. Для данной модели достаточно будет редуктора из двух шестерней — ведущая шестерня на моторе и ведомая шестерня на оси автомодели. Модель не должна двигаться слишком быстро или слишком медленно, а мотор модели не должен быть перегружен. Для этого нужен точный подбор передаточного числа редуктора. В ходе расчетов и испытаний было найдено оптимальное передаточное число редуктора, равное 3,5 (ведомая 20 зубов, ведущая 70 зубов). 5
4. Практическая работа
Практическая часть работы занимает 16 часов (8 занятий). За это время
обучающийся изготавливает модель автомобиля, используя теоретические
наработки, а также свои навыки работы с материалами и инструментами.
В приложении 2 находится сводная таблица поэтапных действий с указанием
материала заготовки.
4.1. Подготовка к созданию (2 часа)
На этапе подготовки необходимо определить материалы, из которых будет
изготовлена модель — это зависит от того, насколько оснащен кружок. В
данной методической рекомендации для изготовления модели будет
использован плотный лист бумаги для изготовления кузова, текстолит
толщиной 1 мм изготовления для шасси и крепления ведомой шестерни,
листовой металл толщиной 1-2 мм (например, алюминий) для изготовления
подвесок и дисков модели, электрод для изготовления осей колес, а также
листовая резина, из которого будут изготовлены колеса.
В зависимости от выбранных материалов необходимо подобрать используемый
для изготовления инструмент. Для обработки материалов будут использоваться
канцелярский нож, ножовка по металлу, ручной лобзик, сверлильный и
токарный станки, а также шкурка, надфиль и напильник. Перед началом
изготовления модели необходимо ознакомить обучающихся с теми
инструментами, с помощью которых будет изготовляться данная модель. На
этом этапе руководитель кружка рассказывает как правильно использовать тот
или иной инструмент.
Для некоторых узлов модели можно использовать готовые шаблоны,
изготовленные педагогом, для сокращения времени изготовления, а также для
упрощения изготовления модели.
4.2. Изготовление кузова (2 часа)
Кузов модели выполнен в виде развертки.
Развертка кузова распечатывается
педагогом на плотной бумаге на цветном
принтере, а затем обучающийся вырезает
кузов, сгибает его в местах сгиба и
склеивает с помощью клея ПВА.
Развертка кузова находится в приложении
3.
64.3. Изготовление шасси (2 часа)
Для изготовления шасси используется шаблон, изготовленный педагогом.
Порядок действий:
• Закреплить шаблон к заготовке с
помощью струпцины.
• Выполнить все необходимые отверстия с
помощью сверлильного станка.
• Снять струпцину, закрепить шаблон к
заготовке с помощью винтов с
использованием отверстий.
• Вырезать с помощью ручного лобзика
вокруг шаблона.
• Доработать заготовку с помощью
наждачной бумаги, напильника и надфиля.
При отсутствия возможности изготовления шаблона обучающийся
самостоятельно по чертежу размечает шасси на заготовке и изготовляет с
помощью тех же инструментов.
В приложении 4 находится чертеж шасси модели.
4.4. Изготовление подвесок (4 часа)
Алгоритм изготовления и передней, и задней подвески полностью
соответствуют друг другу, отличия лишь в их
чертежах.
Порядок изготовления:
• Разметить деталь на заготовке по чертежу с
помощью резака, штангенциркуля и линейки
• Вырезать заготовку ножовкой по металлу
• Обработать заготовку с помощью
напильника/надфиля/наждачной бумаги
• Выполнить отверстия согласно чертежу с
помощью сверлильного станка
• Произвести сгибание детали согласно чертежу.
В приложении 5 находится чертеж передней подвески и чертеж задней
подвески модели.
74.5. Изготовление моторамы (4 часа)
Алгоритм изготовления моторамы полностью
соответствуют алгоритму изготовления подвесок, за
исключением одной детали - в мотораме есть
продолговатые отверстия, изготовление которых
осуществляется с помощью сверлильного станка и
надфиля. Сначала высверливаем подряд несколько
отверстий, а затем «соединяем» их, стачивая стенки
между ними.
Еще одна важная деталь: изготовление моторамы
должно быть достаточно точным, в силу ее близкого
расположения к задней подвески, поэтому
рекомендуем попробовать собрать узел «задняя
подвеска — моторама», прежде чем сгибать мотораму.
При «накладке» подвески и моторамы доработать
последнюю с помощью напильника.
В приложении 6 находится чертеж моторамы модели.
4.6. Изготовление осей модели (4 часов)
В данной модели две оси — передняя и задняя. Изготовление осей
производится из электрода или спицы
диаметром 3мм.
Порядок изготовления:
• Произвести очистку электрода,
• Обрезать электрод до необходимой
длины
• Обработка заготовки заготовки.
• Произвести подготовку для нарезки
резьб, а именно стачивание краев
электрода.
• Произвести нарезку резьбы с помощью
плашки 3 мм.
Важно учесть, что длина заготовки напрямую
зависит от ширины подвески, поэтому при необходимости, нужно изменять
длину.
В приложении 7 находится чертеж передней оси модели и чертеж задней оси
модели.
84.7. Изготовление колес модели Колеса модели составные, резиновая покрышка из листовой резины толщиной 10 мм и два диска листового алюминия толщиной 2 мм. Они легко изготавливаются на токарном станке по чертежу. При отсутствии токарного станка изготовить колеса можно с помощью имеющихся материалов круглого сечения. Другой способ изготовления — вырезание тонких пластин из картона, резины или пластика ножницами или ножом с помощью шаблона и с последующей обработкой до идеальной окружности. В приложении 8 находится общий вид колеса модели с основными размерами. . 4.8. Крепление ведомой шестерни к оси автомобиля Это опциональная деталь, зависит от выбора ведомой шестерни. Для крепления ведомой шестерни к оси автомобиля необходимо изготовить небольшую деталь из стеклотекстолита. Обучающийся расчерчивает деталь на заготовке, сверлит отверстия, вырезает с помощью ручного лобзика и выполняет окончательную обработку. Важно учесть, что сверление отверстий в данной детали должно вестись максимально точно. При неправильном и некачественном изготовлении центровка шестерни будет нарушена, что приведет к проблемам в использовании модели. В приложении 9 находится общий вид колеса модели с основными размерами. 4.9. Электромотор, батарейный блок, ведомая и ведущая шестерня Эти компоненты являются покупными. В данной модели используются стандартный электромотор 360-го или 380-го типа (диаметр двигателя 28 мм, диаметр вала двигателя 2 мм). На вал мотора надевается ведущая шестерня с модулем зуба 0.5 M (на данной модели ведомая шестерня имеет 20 зубов). Ведомая шестерня используется универсальная, для радиоуправляемых моделей с модулем зуба 0.5 M. Важно заметить, что диаметр ведомой шестерни ограничен диаметром колеса. Батарейный блок должен быть для 3-х батарей, в связи с ограничениями в классе ЭЛ-4 (суммарное напряжение не более 5В). 9
4.10. Итоговая сборка модели (1 час)
Сборка модели является последним этапом в ее изготовлении. Для сборки
необходимо изготовление или покупка всех деталей модели, а также винты 3х5,
винты 2.5х8, гайки 3, двухсторонний и обычный скотч.
Порядок сборки:
◦ крепление передней и задней подвесок, а также моторамы к шасси модели с
помощью 6 винтов и 6 гаек.
◦ крепление оси модели к задней и передней подвескам, необходимо 2 гайки
на переднюю ось и 6 гаек на заднюю.
◦ сборка крепления шестерни, необходимо 2 винта и 2 гайки.
◦ крепление двигателя модели к мотораме с помощью 2 винта 2.5х8.
◦ крепление батарейного блока к шасси на двусторонний скотч.
◦ сборка и крепление колес, необходимо 4 гайки.
◦ приклеивание кузова на обычный скотч.
После сборки модели необходимо произвести
пробный запуск модели по прямой, а затем, при
необходимости, доработать подвеску с помощью
надфиля для более прямолинейного движения
модели.
При наличии более серьезных дефектов, вернуться
к нужному этапу и произвести необходимые
доработки вплоть до изготовления новой детали.
5. Соревнования
Соревнования моделей класса ЭЛ-4 в Нижегородской области проводятся на
следующей площадке:
Результат соревнований определяется по наибольшей сумме баллов,
полученных за все заезды.
106. Заключение
В процессе изготовления модели обучающийся приобретает начальные навыки
работы со многими инструментами, а также технологии обработки некоторых
материалов.
Данная модель позволяет участвовать на соревнованиях различного уровня.
Есть в модели и задел на будущее: большая часть деталей можно использовать
для изготовления простейшей радиоуправляемой модели типа РЦА или РЦБ
7. Литература
1) Автомобильный спорт. Правила соревнований. - М.: Изд-во ДОСААФ СССР, 1989.
2) Андреев А.В., «Изготовление модели легкового автомобиля»
118. Приложение
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Общая информация об автомобиле Toyota
Corolla Sprinter Trueno AE86.
Общие данные
Производитель: Toyota
Годы пр-ва: 1983—1987
Сборка: Япония
Класс: Компактное купе
Иные обозначения: Toyota AE86
Сегмент: C-сегмент
Дизайн
Тип(ы) кузова: 2-дв. купе (4-мест.), 3-дв. хетчбэк (4-мест.)
Компоновка: заднеприводная переднемоторная
Колёсная формула: 4×2
Двигатель
Индекс: 4A-GEU
Объем: 1587 сс
Мощность (л.с/об ): 124/6600
Крутящий момент (Нм/об): 145/5200
Тип двигателя: рядный 4-цилиндровый
Ходовая часть
Трансмиссия: 5-ст МКПП, 4-ст АКПП
Усилитель руля: гидроусилитель
Размер шин: 185/70 HR13 или 185/60 HR14
Тормоза: дисковые
Тип передней подвески: MacPherson
Тип задней подвески: 4-линковая, со стабилизатором
Массово-габаритные характеристики
Длина: 4200 мм
Ширина: 1630 мм
Высота: 1340 мм
Колёсная база: 2400 мм
Масса: 923 - 1100 кг
12Sheet1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. СВОДНАЯ ТАБЛИЦА ПОЭТАПНЫХ ДЕЙСТВИЙ С УКАЗАНИЕМ МАТЕРИАЛА ЗАГОТОВКИ
№ ДЕТАЛЬ МАТЕРИАЛ ДЕЙСТВИЕ
НАРЕЗКА ТОКАРНЫЕ СПАЯТЬ
РАЗМЕТИТЬ ПРОСВЕРЛИТЬ ВЫРЕЗАТЬ ОБРАБОТАТЬ СОГНУТЬ РЕЗЬБЫ РАБОТЫ СКЛЕИТЬ ПОКРАСИТЬ
1 Кузов Бумага НЕТ НЕТ ДА ДА ДА НЕТ НЕТ ДА ДА
Текстолит
фанера (1-2
2 Шасси мм) ДА (**) ДА ДА ДА НЕТ НЕТ НЕТ НЕТ ДА(*)
Задняя Алюминий
3 подвеска (1-2мм) ДА ДА ДА ДА ДА НЕТ НЕТ ДА НЕТ
Передняя Алюминий
4 подвеска (1-2мм) ДА ДА ДА ДА ДА НЕТ НЕТ ДА НЕТ
Алюминий
5 Моторама (1-2мм) ДА ДА ДА ДА ДА НЕТ НЕТ ДА НЕТ
Электрод, 3
6 Передняя ось мм ДА НЕТ ДА ДА НЕТ ДА НЕТ НЕТ НЕТ
Электрод, 3
7 Задняя ось мм ДА НЕТ ДА ДА НЕТ ДА НЕТ НЕТ НЕТ
Резина,
фанера
алюминий,
8 Колесо бумага ДА(***) ДА ДА(***) ДА НЕТ НЕТ ДА(***) НЕТ НЕТ
Текстолит
Крепление фанера (1-2
9 шестерни мм) ДА ДА ДА ДА НЕТ НЕТ НЕТ НЕТ НЕТ
10 Эл. мотор НЕТ НЕТ НЕТ НЕТ НЕТ НЕТ НЕТ НЕТ ДА НЕТ
11 Сборка НЕТ НЕТ НЕТ НЕТ НЕТ НЕТ НЕТ НЕТ НЕТ НЕТ
Доработка
12 (****) НЕТ ДА ДА ДА ДА ДА ДА ДА ДА ДА
* - необязательно
** - если изготовление производиться без шаблона
*** - зависит от способа изготовления
**** - на данном этапе возможны любые действия, направленные на улучшение модели
Page 1ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Развертка кузова.
14 14
2 2
6 6
15ПРИЛОЖЕНИЕ 3. РАЗВЕРТКА КУЗОВА
7 10
8 11
9 12
16ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Развертка кузова
18 22
17 21
16 20
19
15
4 3 4
17
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Чертеж шасси модели 18
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Чертеж передней подвески ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Чертеж задней подвески 19
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Чертеж моторамы 20
ПРИЛОЖЕНИЕ 7. Общий вид передней оси модели ПРИЛОЖЕНИЕ 7. Общий вид задней оси модели ПРИЛОЖЕНИЕ 8. Общий вид колеса 21
Вы также можете почитать
