ZÁPADOýESKÁ UNIVERZITA V PLZNI )$.8/7$6752-1Ì
%$.$/Éġ6.É35É&(
2014/2015
Libor KUPILÍK
ZÁPADOýESKÁ UNIVERZITA V PLZNI )$.8/7$6752-1Ì Studijní program: B2301 Strojní inženýrství Studijní obor: Stavba výrobních strojĤ a zaĜízení
%$.$/Éġ6.É35É&( Návrh strojního spodku modelu RC auta
Autor:
Libor KUPILÍK
Vedoucí práce: Doc. Ing. Ladislav NČmec, CSc.
Akademický rok 2014/2015
WŽĚĢŬŽǀĄŶş DČkuji vedoucímu své bakaláĜské práce Doc. Ing. Ladislavu NČmcovi, CSc. za odborné vedení a trpČlivý pĜístup, který mi v prĤbČhu psaní této práce poskytoval.
Prohlášení o autorství PĜedkládám tímto k posouzení a obhajobČ bakaláĜskou práci, zpracovanou na závČr studia na FakultČ strojní Západoþeské univerzity v Plzni. Prohlašuji, že jsem tuto bakaláĜskou práci vypracoval samostatnČ, s použitím odborné literatury a pramenĤ, uvedených v seznamu, který je souþástí této bakaláĜské práce.
V Plzni dne: …………………….
................. podpis autora
ANOTAýNÍ LIST BAKALÁěSKÉ PRÁCE AUTOR
PĜíjmení Kupilík
Jméno Libor
B2301 „Stavba výrobních strojĤ a zaĜízení“
STUDIJNÍ OBOR VEDOUCÍ PRÁCE
PĜíjmení (vþetnČ titulĤ) Doc. Ing. NČmec, CSc. ZýU - FST - KKS
PRACOVIŠTċ DRUH PRÁCE
DIPLOMOVÁ
BAKALÁěSKÁ
Nehodící se škrtnČte
Návrh strojního spodku modelu RC auta
NÁZEV PRÁCE
FAKULTA
Jméno Ladislav
strojní
KATEDRA
KKS
ROK ODEVZD.
2015
TEXTOVÁ ýÁST
33
GRAFICKÁ ýÁST
5
POýET STRAN (A4 a ekvivalentĤ A4) CELKEM
33
STRUýNÝ POPIS (MAX 10 ěÁDEK)
BakaláĜská práce pĜedstavuje návrh strojního spodku modelu RC auta pro použití na závodech RC rallye. Obsahuje volbu podvozku, dva konstrukþní návrhy, 3D model a volbu nejlepší navržené varianty.
ZAMċěENÍ, TÉMA, CÍL POZNATKY A PěÍNOSY
KLÍýOVÁ SLOVA ZPRAVIDLA JEDNOSLOVNÉ POJMY, KTERÉ VYSTIHUJÍ PODSTATU PRÁCE
RC model, RC auto, strojní spodek
SUMMARY OF BACHELOR SHEET AUTHOR
Surname Kupilík
Name Libor
B2301“ Design of Manufacturing Machines and Equipment“
FIELD OF STUDY SUPERVISOR
Surname (Inclusive of Degrees) Doc. Ing. NČmec, CSc. ZýU - FST - KKS
INSTITUTION TYPE OF WORK
DIPLOMA
BACHELOR
Delete when not applicable
Design of the RC car model chassis
TITLE OF THE WORK FACULTY
Name Ladislav
Mechanical Engineering
DEPARTMENT
Machine Design
SUBMITTED IN
2015
GRAPHICAL PART
5
NUMBER OF PAGES (A4 and eq. A4) TOTALLY
33
BRIEF DESCRIPTION TOPIC, GOAL, RESULTS AND CONTRIBUTIONS
KEY WORDS
TEXT PART
33
The Bachelor Thesis introduce the design of the RC car model chassis for use in RC rally competition. It contain choice of chassis, two engineering designs, 3D model and choosing the best designed variant.
RC model, RC car, model chassis
Obsah 1. Úvod ....................................................................................................................................... 4 1.1 ZpĜesnČní a doplnČní zadání ................................................................................................. 4 2. VyjasnČní a rozpracování požadavkĤ na navrhovaný technický produkt/systém (TS).......... 4 2.1 VyjasnČní zadání .................................................................................................................. 4 2.2 Stav techniky ........................................................................................................................ 4 2.3 Analýza problému ................................................................................................................ 6 2.4 Analýza realizovatelnosti ..................................................................................................... 7 2.5 Specifikace požadavkĤ a hodnocení vybraných dosavadních TS ........................................ 7 2.6 ýasový plán Ĝešení ............................................................................................................... 7 3. Navržení koncepþních alternativ&variant (orgánové struktury) TS ...................................... 8 3.1. Návrh alternativ/variant orgánové struktury (koncepþních schémat) TS ............................ 8 3.2 Hodnocení a výbČr (sub)optimální orgánové struktury TS ................................................ 13 4. Navržení hrubé stavební struktury TS .................................................................................. 13 4.1 Návrh hrubé stavební struktury TS (CAD modely, nákresy, apod. ) ................................. 13 5. Navržení úplné konstrukþního Ĝešení (stavební struktury) TS s pĜíklady výkresové a další dokumentace TS ....................................................................................................................... 21 5.1 Návrh konstrukþního Ĝešení úplné (stavební struktury) TS (CAD modely, návrhové výkresy) .................................................................................................................... 21 5.2 Výpoþtové hodnocení navrženého konstrukþního Ĝešení (stavební struktury) TS (MKP, pĜíp. jinak) ................................................................................................................................ 29 6. Studie zabezpeþení realizace základních životních etap navrženého TS ............................. 29 6.1 Zabezpeþení využité k návrhu TS ...................................................................................... 29 6.2 Zabezpeþení dokonþení návrhu TS a jeho realizaci ........................................................... 29 6.3 Zabezpeþení provozu a likvidace navrženého TS .............................................................. 29 7. Studie technologie výroby navrženého TS s pĜíkl. technol. postupu vybrané souþásti ....... 30 8. Predikování nákladĤ na vývoj, výrobu, provoz a likvidaci navrženého TS ......................... 30 9. Hodnocení kvality a konkurenceschopnosti navrženého TS................................................ 32 10. ZávČr................................................................................................................................... 32 11. Literatura ............................................................................................................................ 33
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
PĜehled použitých zkratek a symbolĤ Použitá zkratka
Název
RC
Radio controlled
WD
Wheel drive
TS
Technický systém
CAD
Computer-aided design
MKP
Metoda koneþných prvkĤ
Li-pol
Lithium-polymer
NiMH
Nikl-metal hydrid
mm
Milimetr
g
Gram
V
Volt
mAh
Miliampérhodina
ϭ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
Seznam obrázkĤ a tabulek Obr. 2.1 Model Tamiya TA-03 shora ........................................................................................ 5 Obr. 2.2 Model Tamiya TA-03 zdola ........................................................................................ 5 Obr. 3.1 Podvozek X-Ray T2 shora .......................................................................................... 8 Obr. 3.2 Podvozek X-Ray T2 shora .......................................................................................... 8 Obr. 3.3 Podvozek Tamiya TB-02 shora ................................................................................... 9 Obr. 3.4 Podvozek Tamiya TB-02 ............................................................................................ 9 Obr. 3.5 Podvozek Tamiya TA-03 shora ................................................................................ 10 Obr. 3.6 Podvozek Tamiya TA-03 .......................................................................................... 10 Obr. 3.7 Podvozek Tamiya DF-03Ra shora ............................................................................ 11 Obr. 3.8 Podvozek Tamiya DF-03Ra ...................................................................................... 11 Obr. 3.9 Podvozek Tamiya M-03 shora .................................................................................. 12 Obr. 3.10 Podvozek Tamiya M-03 .......................................................................................... 12 Tabulka 3.1 Hodnocení vlastností podvozkĤ .......................................................................... 13 Obr. 4.1 Varianta 1 spodního rámu s podélným uložením baterie .......................................... 14 Obr. 4.2 Varianta 1 spodního rámu s možnostmi pĜíþného uložení baterie ............................ 14 Obr. 4.3 Varianta 2 spodního rámu s pĜíþným uložením baterie ............................................ 15 Obr. 4.4 Varianta 2 spodního rámu s podélným uložením baterie .......................................... 15 Obr. 4.5 PĤvodní systém Ĝízení ............................................................................................... 16 Obr. 4.6 PĤvodní systém Ĝízení ............................................................................................... 16 Obr. 4.7 Systém Ĝízení pro variantu 1 ..................................................................................... 17 Obr. 4.8 Systém Ĝízení pro variantu 1 ..................................................................................... 17 Obr. 4.9 Systém Ĝízení pro variantu 2 ..................................................................................... 18 Obr. 4.10 Systém Ĝízení pro variantu 2 ................................................................................... 18 Obr. 4.11 a 4.12 Horní rám pro systém Ĝízení varianty 1 ........................................................ 19 Obr. 4.13 a 4.14 Horní rám pro systém Ĝízení varianty 2 ........................................................ 20 Obr. 5.1 Zvolený materiál DIBOND ....................................................................................... 21 Tabulka 5.1 Technické parametry materiálu DIBOND .......................................................... 22 Tabulka 5.2 Technické specifikace materiálu DIBOND ........................................................ 22 Obr. 5.2 Srovnání tloušĢky a váhy materiálĤ pĜi stejné ohybové tuhosti ................................ 23 Obr. 5.3 Ideální pĜípad kdy jsou kola boþnČ nepoddajná ........................................................ 24 Obr. 5.4 Ideální pĜímka a kĜivka chyb .................................................................................... 25 Obr. 5.5 Vliv smČrových úchylek na polohu stĜedu otáþení ................................................... 25
Ϯ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
Obr. 5.6 NejoptimálnČjší varianty uložení baterie .................................................................. 26 Obr. 5.7 Nevýhody Ĝízení varianty 1 ....................................................................................... 26 Obr. 5.8 Ukázka 3D modelu RC auta 1 ................................................................................... 27 Obr. 5.9 Ukázka 3D modelu RC auta 2 ................................................................................... 28 Tabulka 5.3 Porovnání technických vlastností pĤvodního a navrženého modelu .................. 29 Tabulka 5.4 Srovnání mnou používaných baterii .................................................................... 29 Tabulka 8.1 NákladĤ na vývoj strojního spodku ..................................................................... 31 Tabulka 8.2 Náklady na provoz modelu ................................................................................. 31
ϯ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
1. Úvod 1.1 ZpĜesnČní a doplnČní zadání Jedná se o návrh strojního spodku modelu RC auta v mČĜítku 1:10 s trvalým pohonem všech þtyĜ kol pohánČného elektromotorem na model s pohánČnou pouze pĜední nápravou pro použití pĜi závodech RC rallye.
2. VyjasnČní a rozpracování požadavkĤ na navrhovaný technický produkt/systém (TS) 2.1 VyjasnČní zadání Úþelem tohoto návrhu je, abych se mohl zúþastnit závodĤ RC modelĤ v rallye a to konkrétnČ západoþeského šampionátu. V jedné sezonČ se jede osm závodĤ, dva jsou na zpevnČném povrchu, ostatní na nezpevnČném nebo na kombinovaném. Do šampionátu se mĤže pĜihlásit kdokoliv a to buć do kategorie 4WD nebo 2WD nebo do obou. Já chci jezdit obČ kategorie, auto s pohonem 4x4 již mám a proto jsem se rozhodl postavit si ještČ vĤz s pohonem jedné nápravy. Pro závody je vhodnČjší vĤz s pohonem pĜedních kol. A podle toho jsem také vybíral podvozek vhodný pro pĜestavbu. Vybral jsem sériovČ vyrábČný model s pohonem všech þtyĜ kol v mČĜítku 1:10. Ten bude pĜestavČn na vĤz s pohánČnou pouze pĜední nápravou. Jelikož se jedná o model urþený pro silniþní provoz, tak bude upraveno i celé šasi vozu pro pohyb na nezpevnČném povrchu. Jako napĜíklad zvýšená svČtlá výška vozu, pĜedČlané odpružení a celkové zlepšení jízdních vlastností.
2.2 Stav techniky Výchozí model je sériovČ vyrábČný model od firmy Tamiya v mČĜítku 1:10 urþený na zpevnČný povrch. Jedná se o starší model Tamiya TA-03. Je dostupný jako stavebnice. Souþástí je i stejnosmČrný elektromotor. VČtšina dílĤ je plastových, jako napĜíklad šasi, ramena kol, náboje kol, skĜínČ diferenciálĤ, držáky karoserie, kryt motoru a nárazníky. Plast je dobĜe opracovatelný, ale je náchylný k praskání. Plastová jsou i pĜevodová kola. Model má plastové planetové diferenciály s kovovými planetami. Dále jsou souþástí i ocelové díly, jako je pastorek, unášeþe diferenciálĤ, poloosy a šrouby. Místo ložisek jsou použita plastová pouzdra. V základu jsou olejové tlumiþe. Motor je uložený pĜed pĜední nápravou pĜíþnČ k ose vozu. Výkon na pĜední kola se pĜenáší pomocí ozubených kol umístČných ve skĜíni pĜedního diferenciálu. Na zadní kola je pĜenášený pomocí ozubených kol a jednoho ozubeného Ĝemínku. Prostor pro uložení baterie je pĜed zadní nápravou. Baterie se ukládá pĜíþnČ k ose vozu. Místo pro uložení serva Ĝízení je mezi pĜední nápravou a místem pro baterii. Veškeré tyto díly jsou uložené v ose modelu, což je výborné z hlediska pĜíþného rozložení váhy u auta. Souþástí stavebnice jsou také plastové šesti-paprskové disky vþetnČ gum urþených na asfalt a molitanových mČkkých vložek.
ϰ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
Obr. 2.1 Model Tamiya TA-03 shora [12]
Obr. 2.2 Model Tamiya TA-03 zdola [12]
ϱ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
2.3 Analýza problému Pro výbČr i pĜestavbu je nutné dodržet technická pravidla daného šampionátu. Tachnická pravidla: a)Podvozek: V závodech mĤže startovat libovolný podvozek 1:10 s libovolnými úpravami. Maximální šíĜka vþetnČ kol 210 mm. Libovolný pohon kol: 4WD a 2WD b)Karoserie: Jsou povoleny jen polomakety vozĤ typu RALLY v mČĜítku 1:10. Karoserie musí být nabarvená a musí svým vzhledem pĜipomínat skuteþný vĤz. Barevné provedení karoserie je libovolné. Karoserie zapsaná pro licenci platí na celý šampionát 2013. Karoserii je možno kombinovat s jakýmkoli typem pohonu kol. c)Baterie: Mohou být použity libovolné baterie s maximálním jmenovitým napČtím 8V. BČhem závodu je možné mČnit libovolný poþet baterií. d)Motory: Mohou být použity libovolné elektromotory velikosti 540. e)Pneumatiky: Mohou být použity libovolné pneumatiky znaþkové i vlastní výroby. Maximální šíĜe pneu není omezena. Maximální prĤmČr pneu je 75 mm. Poþet výmČn pneumatik bČhem závodu není omezen. Mazání pneu je zakázáno. Pneumatiky mohou být libovolnČ upravovány (proĜezávány). Použití hrotĤ z tvrdých materiálĤ (hĜebĤ) je zakázáno.
ϴ
Tento model jsem pro pĜestavbu vybral z dĤvodu jeho uložení motoru v pĜední þásti vozu, který se mi pro mé úþely zdál nejvhodnČjší. SériovČ vyrábČné modely s pĜedním pohonem mají motor až za pĜední nápravou a mají kratší rozvor 225 mm a menší šíĜku 168 mm. Mnou zvolený model má rozvor 257 mm a šíĜku 190 mm, to je z mého pohledu vhodnČjší z hlediska stability vozu. PĜední ramena jsou zaklonČná þímž je dosažen záklon rejdového þepu, který zlepšuje zatáþení hlavnČ na sypkém povrchu. Ramena samotná jak pĜední tak i zadní jsou pro závody nevhodná, na spodní stranČ mají výstupky pro uchycení tlumiþĤ, ale o tyto výstupky se mĤže auto pĜi jízdČ v terénu zasekávat. Nelze zde nastavovat odklony kol, pouze sbíhavost na pĜední nápravČ. Pro závody je dĤležité mít co nejmenší polomČr zatáþení, který je u sériového modelu velký. Dále je dĤležitá hmotnost modelu, zvláštČ u vozu s pohonem jedné nápravy. Proto se musí odstranit všechny zbyteþné þásti.
ϲ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
2.4 Analýza realizovatelnosti Na otázku realizovatelnosti lze nahlížet dvČma zpĤsoby. A to z hlediska nároþnosti na výrobu, tj. dostupnost strojĤ a náĜadí potĜebných k pĜestavbČ. Proto jsem se snažil navrhnout takovou konstrukci, která se dá vyrobit v domácí dílnČ. Dílna je vybavená základním náĜadím, jako jsou šroubováky, kleštČ, pilníky, jehlové pilníky, ruþní pilky, nĤžky na plech a jiné bČžnČ dostupné náĜadí. Strojní vybavení dílny je dvoukotouþová stolní bruska, ruþní vrtaþka se stolním stojanem, pistolová pájka, úhlová bruska, sváĜeþka CO2 a vzduchová ruþní frézka. Veškeré strojní zaĜízení je bČžnČ dostupné ve velkých obchodních centrech. Další dĤležitou souþástí pro pĜestavbu je materiál. A to spojovací materiál jako šrouby, matice, kulové þepy a konektory, vše jde sehnat v železáĜství nebo obchodech s RC modely. Dále pak materiál pro konstrukci samotného rámu a výztuh jako jsou ocelové a hliníkové trubky, tyþky, hliníkové a ocelové desky, které jsou také dostupné v železáĜství. Druhé hledisko je, zda se dá samotný model pĜestavČt. Proto jsem vybíral model, který je ve formČ stavebnice, kde se dají jednotlivé díly odmontovat a rozebrat.
2.5 Specifikace požadavkĤ a hodnocení vybraných dosavadních TS Pro závodní podmínky je dĤležité, aby model splĖoval tyto požadavky: Ͳ model v mČĜítku 1/10 Ͳ nízká cena Ͳ dostupnost náhradních dílĤ Ͳ záklon pĜedních ramen Ͳ nastavitelná svČtlá výška modelu Ͳ malý polomČr zatáþení Ͳ odolnost dílĤ proti nárazĤm Ͳ zakryté pĜevody Ͳ nízká váha Ͳ možnost upravit polohu tČžištČ posunutím baterie Ͳ možnost mČnit odklon kol Ͳ sbíhavost zadních kol Ͳ nastavitelná sbíhavost pĜedních kol Ͳ minimální poþet spojovacích prvkĤ Ĝízení pro co nejmenší vĤle v Ĝízení Ͳ celková tuhost modelu Ͳ minimální plocha pro zachytávání neþistot Ͳ dobrý pĜístup k baterii a možnost rychlé výmČny bČhem závodu Ͳ možnost mČnit rozvor náprav Ͳ dobrý pĜístup vzduchu k motoru z dĤvodu chlazení Ͳ jednoduchý a spolehlivý systém Ĝízení
2.6 ýasový plán Ĝešení ZáĜí – Ĝíjen: teoretická þást Listopad: výbČr a poĜízení podvozku Prosinec – leden: konstrukþní návrhy a výbČr nejideálnČjší varianty Únor – bĜezen: výkresová dokumentace a 3D model Duben – kvČten: vlastní pĜestavba a výroba podvozku
ϳ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
3. Navržení koncepþních alternativ&variant (orgánové struktury) TS 3.1. Návrh alternativ/variant orgánové struktury (koncepþních schémat) TS PĜi výbČru nejvhodnČjšího modelu pro pĜestavbu jsem vybíral z tČchto podvozkĤ: X-Ray T2 Výhody: sbíhavost zadních kol, dostupnost náhradních dílĤ, odolnost dílĤ proti mechanickému poškození, malý polomČr zatáþení, kvalitní tlumiþe, nastavitelné odklony kol. Nevýhody: diferenciály ani Ĝemínky nejsou zakryté, motor pĜesahuje pĜes spodní plato podvozku, nemá záklon pĜedních ramen, vysoká cena.
ŵŽƚŽƌ ĞůĞŬƚƌŽŶŝŬĂ
njĂĚŶşƎĞŵşŶĞŬ
ďĂƚĞƌŝĞ
ƉƎĞĚŶşƎĞŵşŶĞŬ
Obr. 3.1 Podvozek X-Ray T2 shora [3]
Obr. 3.2 Podvozek X-Ray T2 shora [3]
ϴ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
Tamiya TB-02 Výhody: diferenciály a pĜevody jsou zakryté, odolné díly proti mechanickému poškození, nízká cena, nastavitelné odklony kol, malý polomČr zatáþení. Nevýhody: zadní kola nemají sbíhavost, horší dostupnost náhradních dílĤ, horší tlumiþe, není záklon pĜedních ramen.
ƐƚƎĞĚŽǀljŬĂƌĚĂŶ
ďĂƚĞƌŝĞ
ŵŽƚŽƌ
ĞůĞŬƚƌŽŶŝŬĂ
Obr. 3.3 Podvozek Tamiya TB-02 shora [4]
Obr. 3.4 Podvozek Tamiya TB-02 [4]
ϵ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
Tamiya TA-03 Výhody: pĜenos výkonu na pĜední nápravu pomocí zakrytých ozubených pĜevodĤ, dobré tlumiþe, motor umístČný pĜed pĜední nápravou, možnost rozložit na menší celky, dobré zakrytí diferenciálĤ, záklon pĜedních ramen. Nevýhody: horší dostupnost náhradních dílĤ, mČkþí materiál, velký polomČr zatáþení, nelze nastavit odklon kol, již se nevyrábí. ďĂƚĞƌŝĞ
ƎĞŵşŶĞŬ
ĞůĞŬƚƌŽŶŝŬĂ
Obr. 3.5 Podvozek Tamiya TA-03 shora [5]
Obr. 3.6 Podvozek Tamiya TA-03 [12]
ϭϬ
ŵŽƚŽƌ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
Tamiya DF-03Ra Výhody: diferenciály a pĜevody jsou dobĜe zakryté, sbíhavost zadních kol, nastavitelné odklony kol, baterie uložená podélnČ v ose modelu, dobré tlumiþe, pĜenos výkonu motoru pomocí kardanu, záklon pĜedních ramen. Nevýhody: velký polomČr zatáþení, horší dostupnost náhradních dílĤ, horší materiál, vyšší cena. ĞůĞŬƚƌŽŶŝŬĂ
ŬĂƌĚĂŶ
ďĂƚĞƌŝĞ ŵŽƚŽƌ
Obr. 3.7 Podvozek Tamiya DF-03Ra shora [6]
Obr. 3.8 Podvozek Tamiya DF-03Ra [7]
ϭϭ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
Tamiya M-03 Výhody: sbíhavost zadních kol, zakrytý diferenciál a pĜevody, tČžištČ v pĜední þásti modelu, nízká cena. Nevýhody: nelze nastavit odklon kol, kratší rozvor o 35 mm než modely 4x4 a užší o 20 mm, horší materiál, velký polomČr zatáþení, horší dostupnost dílĤ, nelze rozložit na menší celky. ďĂƚĞƌŝĞ
ŵŽƚŽƌ
ĞůĞŬƚƌŽŶŝŬĂ
Obr. 3.9 Podvozek Tamiya M-03 shora [4]
Obr. 3.10 Podvozek Tamiya M-03 [4]
ϭϮ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
3.2 Hodnocení a výbČr (sub)optimální orgánové struktury TS Pro hodnocení vybraných podvozkĤ jsem vybral dĤležité vlastnosti potĜebné pro použití na závodech. U jednotlivých vlastností jsem každému podvozku pĜidČlil urþitý poþet bodĤ vzhledem k tomu jak vhodný je pro pĜestavbu a závodČní. 5 bodĤ nejvhodnČjší, 1 bod nejménČ vhodný.
Vlastnosti
Podvozek X-Ray T2 2 5 5 1 5 2 3 5 4 3 5
Tamiya TB-02
Tamiya TA-03
Cena 4 4 Odolnost dílĤ 4 4 Dostupnost dílĤ 3 3 Zakrytování 4 5 Nastavitelná geometrie kol 5 4 Sbíhavost zadních kol 1 2 Rozložení váhy 3 5 PolomČr zatáþení 5 4 Tlumiþe 4 5 Rozložení na menší celky 2 5 Celkové rozmČry modelu 5 5 PĜenos výkonu od motoru 4 4 5 na pĜední nápravu Nastavitelná svČtlá výška 4 4 5 Systém Ĝízení pĜedních kol 4 4 4 Tuhost modelu 3 3 4 Uložení motoru 2 2 5 PĜístup k baterii 5 5 4 Záklon pĜedních ramen 3 2 4 Celkem 65 64 76 Tab. 3.1 Hodnocení vlastností podvozkĤ [12]
Tamiya DF-03Ra 3 3 4 5 4 2 4 4 5 4 5
Tamiya M-03 5 3 2 5 3 2 4 3 3 1 3
4
5
5 3 5 3 3 4 70
4 3 5 4 4 2 61
Z výsledkĤ hodnocení nejlépe vyšel podvozek Tamiya TA-03, který byl následnČ vybrán pro pĜestavbu. NejvČtší výhodou tohoto šasi jsou zakryté pĜevody, motor uložený pĜed pĜední nápravou a možnost rozložení na menší celky.
4. Navržení hrubé stavební struktury TS 4.1 Návrh hrubé stavební struktury TS (CAD modely, nákresy, apod. ) Zvolený podvozek Tamiya TA-03 lze rozložit na tĜi kompaktní celky. PĜední þást s motorem, diferenciálem a pĜední nápravou. StĜední þást, kde je uchycený systém Ĝízení kol, prostor pro elektroniku a místo pro baterii. A zadní þást s diferenciálem a zadní nápravou. Pro pĜestavbu modelu na auto s pohánČnou pouze pĜední nápravou, jsem se rozhodl ponechat pouze pĜední þást a pro zbylé dvČ navrhnout vlastní Ĝešení. UdČlal jsem nČkolik variant pro ϭϯ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská ská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
úpravu spodní þásti rámu s nČkolika rĤznými možnostmi uložení baterie. A to z dĤvodu, aby bylo možné mČnit polohu tČžišt ČžištČ.
ďĂƚĞƌŝĞ
ďĂƚĞƌŝĞ
ďĂƚĞƌŝĞ
ďĂƚĞƌŝĞ
Obr. 4.1 Varianta 1 spodního rámu s podélným uložením baterie [12]
Obr. 4.2 Varianta 1 spodního rámu s možnostmi pĜíþného ného uložení baterie [12]
ϭϰ
BakaláĜská ská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
ďĂƚĞƌŝĞ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
Obr. 4.3 Varianta 2 spodního rámu s pĜíþným ným uložením baterie [12]
ďĂƚĞƌŝĞ
Obr. 4.4 Varianta 2 spodního rámu s podélným uložením baterie [12]
Dále jsem udČlal Č nČkolik Čkolik návrh návrhĤ systému Ĝízení. PĤvodní Ĝízení ízení mČ mČlo velký polomČr zatáþení, ení, který je pro požití pĜ pĜi závodech nevhodný. Páky Ĝízení ízení narážely do ppĜední þásti kde je uložený diferenciál a chod pák se tak nemohl zvČtšit. zv ěízení ízení také bylo sou souþástí stĜední þásti modelu, kterou jsem nahradil vlastní konstrukcí.
ϭϱ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
Obr. 4.5 PĤvodní systém Ĝízení [9]
Obr. 4.6 PĤvodní systém Ĝízení [9]
ϭϲ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská ská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
Obr. 4.7 Systém Ĝízení pro variantu 1 [12]
Obr. 4.8 Systém Ĝízení pro variantu 1 [12]
ϭϳ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská ská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
Obr. 4.9 Systém Ĝízení pro variantu 2 [12]
Obr. 4.10 Systém Ĝízení pro variantu 2 [12]
ϭϴ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská ská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
Pro celkovou tuhost modelu jsem navrhl horní rám v nČkolika kolika variantách, podle použitého systému Ĝízení.
Obr. 4.11 a 4.12 Horní rám pro systém Ĝízení ízení varianty 1 [12]
ϭϵ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská ská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
Obr. 4.13 a 4.14 Horní rám pro systém Ĝízení ízení varianty 2 [12]
ϮϬ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
5. Navržení úplné konstrukþního Ĝešení (stavební struktury) TS s pĜíklady výkresové a další dokumentace TS 5.1 Návrh konstrukþního Ĝešení úplné (stavební struktury) TS (CAD modely, návrhové výkresy) Jako materiál pro výrobu spodního a horního rámu modelu, jsem zvolil sendviþovou desku s obchodním názvem DIBOND. Tento materiál jsem zvolil proto, že je lehþí než hliníková deska stejných rozmČrĤ a zároveĖ je dostateþnČ pevná pro použití pĜi závodech. Jedná se o kompozitní materiál, který je tvoĜený polyethylenovým jádrem, které je z obou stran zakryté hliníkovou deskou. Desky se dČlají v tloušĢkách od dvou do šesti milimetrĤ. Celkové rozmČry desky jsou od 1500 x 3050 mm až po 2050 x 4050 mm. Pro mĤj projekt jsem zvolil tloušĢku 3 mm, kde jádro má tloušĢku 2,4 mm a každá krycí hliníková vrstva má tloušĢku 0,3 mm.
Obr. 5.1 Zvolený materiál DIBOND [10]
Ϯϭ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
Tab. 5.1 Technické parametry materiálu DIBOND [10]
Tab. 5.2 Technické specifikace materiálu DIBOND [10]
ϮϮ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
Obr. 5.2 Srovnání tloušĢky a váhy materiálĤ pĜi stejné ohybové tuhosti [10] PĜi návrhu a konstrukci Ĝízení jsem se snažil docílit splnČní Ackermannovi podmínky. Princip je v tom, že pĜi prĤjezdu zatáþkou opisuje pĜední vnitĜní kolo menší polomČr než vnČjší pĜední kolo. Z toho vyplývá, že vnitĜní kolo musí být pĜi prĤjezdu zatáþkou více zatoþené než vnČjší, aby nedošlo k nežádoucímu smýkání kol po podkladu. Ackermannova podmínka PĜi jízdČ zatáþkou je pravé a levé kolo natoþeno v trochu jiném úhlu. To je zpĤsobeno geometrií Ĝídícího mechanismu, která musí splĖovat tzv. Ackermanovu podmínku. SplnČní této podmínky je základním pĜedpokladem správného odvalování Ĝízených kol. [11] Mechanismus Ĝízení, který ovládá Ĝízená kola, musí splĖovat urþité geometrické podmínky. VnČjší a vnitĜní kola opisují pĜi jízdČ zatáþkou kružnice s jinými polomČry, aby se kola pĜi jízdČ pouze odvalovala a nevznikalo nežádoucí smýkání po vozovce, musí podvozek splĖovat tzv. Ackermanovu podmínku. [11] NejdĜíve uvažujme ideální pĜípad, kdy jsou kola boþnČ nepoddajná. Ackermannova podmínka Ĝízení Ĝíká, že stĜed otáþení musí ležet na prodloužené ose zadní nápravy. Pro splnČní této teoretické podmínky se používá tzv. lichobČžník Ĝízení, tzn. Ĝídicí páky spolu se spojovací tyþí mají tvar lichobČžníku. [11]
Ϯϯ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
Obr. 5.3 Ideální pĜípad kdy jsou kola boþnČ nepoddajná [11]
Tuto podmínku lze vyjádĜit matematicky, oznaþíme-li rozvor náprav jako l, rozchod kol b0, r teoretický polomČr zatáþení, ȕ1 úhel natoþení vnČjšího kola a ȕ2 úhel natoþení vnitĜního kola, pak z geometrie vyplývá následující vztah: [11]
Zavedeme-li pomocné veliþiny x a y, mĤžeme odvodit rovnici pĜímky ideálního nastavení geometrie Ĝízení. Taková pĜímka vede ze stĜedu pĜední nápravy do bodu na zadní nápravČ ležícího ve vzdálenosti b0/2 od osy nápravy, viz obrázek. Díky složitosti Ĝídícího mechanismu prakticky nelze u klasického Ĝízení dosáhnout této ideální pĜímky. Lze se pouze více þi ménČ pĜiblížit k této ideální pĜímce. Grafickou kontrolou geometrie Ĝízení lze získat tzv. kĜivku chyb. Konstrukce kĜivky chyb platí pouze pro tuhou nápravu. Pro nezávislé zavČšení kol by bylo nutno uvažovat pohyby jednotlivých pák a tyþí Ĝízení. [11]
Ϯϰ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
Obr. 5.4 Ideální pĜímka a kĜivka chyb [11] Ve skuteþnosti pĜi zatáþení vznikají na všech kolech smČrové úchylky, vyvolané pĜedevším vlivem odstĜedivé síly a poddajností pneumatik. SmČrové úchylky vyjádĜené úhlem Įi posouvají skuteþný stĜed otáþení mimo teoretický stĜed otáþení. Ackermannova geometrie Ĝízení tedy platí jen pro malé rychlosti a ideálnČ tuhá kola. Geometrie Ĝízení s vlivem smČrových úchylek je zobrazena na dalším obrázku. [11]
Obr. 5.5 Vliv smČrových úchylek na polohu stĜedu otáþení [11]
Ϯϱ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská ská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
ďĂƚĞƌŝĞ
ďĂƚĞƌŝĞ
PĜi návrhu konstrukþního þního Ĝešení, ešení, jsem nejprve zhotovil variantu 1 spodního a horního rámu a také systému Ĝízení. ízení. PĜ PĜii testování této varianty, jsem u spodního rámu, kd kde jsem mČl 4 možnosti uložení baterie a tím i možnost hýbat s tČžištČm m modelu, dospČl dosp k závČru, že nejvhodnČjší umístČní ní baterie, je podéln podélnČ v ose modelu anebo pĜíþnČ k ose v pĜední þásti rámu. Po odstranČní pĜebyteþného Ĝ þného ného materiálu, který sloužil pro uložení baterie vve zbylých dvou pozicích, jsem dospČl k variantČ 2 u spodního rámu.
Obr. 5.6 Nejlepší Nej varianty uložení baterie [12] U Ĝízení ízení pro variantu 1, bylo nutné ddĤkladné utČsnČní ní celého systému proti ne neþistotám, kamínkĤm a hlavnČ prachu. Ale i po vyrobení manžet proti prachu z gumových rukavic a molitanu, se drobné neþistoty istoty dostávaly do systému a tím docházelo k jeho zadrhávání a tím zhoršené funkþnosti. nosti. Proto jsem vytvo vytvoĜil variantu 2, která je jednodušší na utČsnČní ut proti neþistotám, je spolehlivČjší jší a tím i úúþinnČjší.
Nutno utČsnit proti prachu Obr. 5.7 Nevýhody Ĝízení varianty 1 [12]
Souþástí pĜílohy je ukázka výkresové dokumentace: 1 – Výkres horního rámu pro variantu 1 2 – Výkres horního rámu pro variantu 2 3 – sestava Ĝízení ízení pro variantu 1
Ϯϲ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
Obr. 5.8 Ukázka 3D modelu RC auta 1 [12]
Ϯϳ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
Obr. 5.9 Ukázka 3D modelu RC auta 2 [12]
Ϯϴ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
5.2 Výpoþtové hodnocení navrženého konstrukþního Ĝešení (stavební struktury) TS
Hmotnost bez elektroniky Hmotnost bez baterie Provozní hmotnost PolomČr zatáþení SvČtlá výška modelu
PĤvodní model 653 g 1300 g 1562 g 365 mm 12 mm
Navržený model 684 g 1338 g 1591 g 245 mm 30 mm
Tab. 5.3 Porovnání technických vlastností pĤvodního a navrženého modelu [12] Z tabulky je zĜejmé, že hmotnost navrženého modelu je o 31 g vyšší, ale oproti pĤvodnímu modelu je zde vČtší tuhost, lepší rozložení váhy blíže podélné osy, vČtší odolnost rámu než u pĤvodního plastového a ménČ prostoru, kde by se mohly zachytávat neþistoty jako bláto, tráva, atd. Celková hmotnost modelu také závisí na zvolené karoserii, kde mĤže být rozdíl ve váze i více než 100 g. Jednak je to délkou karoserie, doplĖky ke karoserii jako jsou zpČtná zrcátka, pĜítlaþné kĜídlo, svČtelné paraboly, ale i poþtem nanesených vrstev barvy. Dále pak hmotnost závisí na zvolené baterii. NejþastČji používané jsou lithium-polymerové baterie, protože jsou lehþí než nikl-metal hydridové baterie a tím se dá dosáhnout nižší hmotnosti modelu, nebo je možné použít Li-pol baterie s vyšší kapacitou pĜi zachování stejné hmotnosti jako pĜi použití NiMH baterie s nižší kapacitou. Baterie Li-pol Turnigy ZIPPY Turnigy nano-tech shorty LRP VTEC
Kapacita [mAh] 2200 4000 4200 5200
RozmČry [mm] 105x34x16 138x47x23 96x46,4x25 139x47x25
Hmotnost [g] 135 235 189 252
Tab. 5.4 Srovnání mnou používaných baterii [12]
6. Studie zabezpeþení realizace základních životních etap navrženého TS 6.1 Zabezpeþení využité k návrhu TS PĜi navrhování TS jsem vycházel z komerþnČ vyrábČných modelĤ a dostupných dílĤ, aby bylo možné veškeré díly nároþné na výrobu (diferenciály, tlumiþe, ozubená kola, kulové þepy, atd.) poĜídit již hotové. Materiál pro nosnou konstrukci jsem zvolil takový, aby byl lehký, pevný, dobĜe obrobitelný, levný a dostupný.
6.2 Zabezpeþení dokonþení návrhu TS a jeho realizaci Pro realizaci návrhu je potĜebné základní dílenské vybavení, jako je vrtaþka, úhlová bruska, pilka na železo, ruþní vzduchová frézka a náĜadí jako kladivo, šroubovák apod.
6.3 Zabezpeþení provozu a likvidace navrženého TS Zabezpeþení provozu je zajištČno tím, že vČtšina dílĤ je použita z modelĤ, které jsou komerþnČ vyrábČné a jsou na nČ proto i dodávané jednotlivé náhradní díly jako jsou ramena, poloosy, tlumiþe, atd. Pokud jde o díly, které jsou speciálnČ vyrobené pro tento model, jako je
Ϯϵ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
horní a spodní rám, zadní úchyty tlumiþĤ, systém Ĝízení, atd., tak ty nepotĜebují žádné speciální stroje nebo postup výroby, tudíž si je zruþný modeláĜ dokáže vyrobit pomocí základního dílenského náĜadí. Co se týká materiálu pro výrobu specifických dílĤ, tak jsou to opČt snadno dostupné materiály jako hliníkový plech, kompozitní materiál dibond, spojovací materiál, podložky atd. Likvidace navrženého TS je taktéž bezproblémová. Po kompletním rozebrání modelu nám zĤstanou zvlášĢ kovové a zvlášĢ plastové díly, které se dají snadno recyklovat. Jediné co by mohlo být obtížnČjší na likvidaci je sendviþový materiál, kde se nejdĜíve musí oddČlit hliníkové vrstvy od polyethylenového jádra. Provozní kapaliny jako je silikonový olej do tlumiþĤ a vazelína na ozubená kola nejsou toxicky závadná.
7. Studie technologie výroby navrženého TS s pĜíkladem technologického postupu vybrané souþásti Velká þást dílĤ modelu je z komerþnČ dostupných dílĤ rĤzných modelĤ RC aut. NejdĤležitČjší díl, kterým je pĜední skĜíĖ diferenciálu pochází z modelu firmy Tamiya a jedná se konkrétnČ o model TA-03. Další díly jako jsou ramena, pochází z modelu TB-02 od stejného výrobce. Tlumiþe a spojovací díly jsou univerzální pro veškeré RC modely od firmy Tamiya. Pro skombinování dílĤ z rĤzných modelĤ jako je skĜíĖ a ramena, která jsou uchycena ke skĜíni, se tyto díly musí upravit, v tomto pĜípadČ se úchyty na skĜíni diferenciálu museli zkrátit pomocí ruþní pilky o 2 mm z každé strany a úchyty na ramenou se musely vybrousit na kotouþové brusce o 5 mm. Dále se museli upravit ramena v oblasti uchycení zadních nábojĤ a pĜedních C dílĤ, v kterých jsou uchycené pĜední náboje, opČt se musela ramena vybrousit vzduchovou frézkou, aby bylo dosaženo vČtšího rozsahu pohybu nábojĤ a tím se dala zvČtšit svČtlá výška modelu. Výroba rámu modelu zaþala vytvoĜením 3D modelu v CAD programu, kdy vznikla varianta modelu 1. Dále se vytvoĜila výkresová dokumentace a podle ní se vyrobily prototypy horního a spodního rámu modelu z 3 mm tlustého hliníkového plechu. PodobnČ vznikla varianta Ĝízení 1, která byla sestavená z vyrobených dílĤ a komerþnČ dostupných spojovacích dílĤ. Poté se vyrobil úchyt zadních tlumiþĤ a sloupkĤ pro uchycení karoserie. NáslednČ se veškeré díly zkompletovaly a probČhlo testování modelu a následné úpravy. Tím vznikla varianta modelu 2, která již byla koneþná. PĜíklad technologického postupu horního rámu modelu: V první ĜadČ se vybral nejvhodnČjší model pro úpravu na 2WD. Dále se zhotovil 3D model v elektronické podobČ. Podle výkresové dokumentace se vytvoĜil prototyp z desky z hliníkového plechu, za pomoci ruþní pilky se vyĜezal tvar horního rámu. Na stolní vrtaþce se vyvrtaly potĜebné díly a záhlubníkem se zahloubily pro použití šroubĤ se zapuštČnou hlavou. Veškeré hrany se po oĜezání srazily ruþním pilníkem. Poté se horní rám namontoval na model a otestoval se. Po skonþení testování se rám opČt odmontoval a použil se jako pĜedloha pro výrobu rámu ze sendviþového materiálu dibond. Z 3 mm silné desky o rozmČru 200 x 300 mm se ruþní pilkou vyĜízl tvar a dále se postupovalo stejným zpĤsobem jako pĜi výrobČ prototypu z hliníkového plechu.
8. Predikování nákladĤ na vývoj, výrobu, provoz a likvidaci navrženého TS Náklady na vývoj byly nejvČtší pĜi nákupu zvoleného modelu pro úpravu, kdy se jednalo o model z bazaru za 1500,-. Náklady na grafické návrhy a 3D model byly nulové. Na zhotovení prototypu z hliníkového plechu byly náklady opČt nulové, jelikož se mi podaĜilo ϯϬ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
sehnat materiál zdarma, který byl urþený jako odpadní materiál z výroby. Sendviþový materiál dibond jsem sehnal z modeláĜského obchodu, kde deska o rozmČru 200 x 300 mm stojí 45,-. Takže celkové náklady na vývoj þiní 1545 Kþ. Náklady na vývoj PoĜízení vybraného modelu 1500,Hliníkový plech pro výrobu prototypu 0,Sendviþový materiál dibond 45,1545,Celkem Tab. 8.1 NákladĤ na vývoj strojního spodku [12] PĜi výrobČ byly hlavní náklady elektĜina na osvČtlení dílny, provoz vrtaþky, brusky, kompresoru a dalšího elektrického náĜadí. Dále pak náklady z opotĜebení náĜadí a má práce vložená do výroby modelu. Bohužel nejsem schopen tyto náklady vyþíslit. Na modelu se bČhem jeho používání musí mČnit tzv. spotĜební materiál, jako jsou kulové þepy a konektory, v kterých bČhem používání vznikají vĤle, dále se pak musí mČnit pneumatiky, které pĜi používání ztrácejí dezén. BČhem závodĤ dochází k opotĜebení kuliþkových ložisek v nábojích kol a to zejména na nezpevnČných prašných tratích. Prachem také trpí tlumiþe, ve kterých se musí mČnit olej. SpotĜební materiál Kulové þepy Kulové konektory Sada pneumatik Kuliþková ložiska Olej do tlumiþĤ Celkem
Cena
PotĜebný poþet na Cena pĜi výmČnČ plného model poþtu dílĤ 12,- / ks 20 240,13,- / ks 20 260,269,- / 4 ks 1 269,27,- / ks 8 216,99,- / 50 ml 1 99,50 1084,Tab. 8.2 Náklady na provoz modelu [12]
Tyto náklady na provoz jsou témČĜ shodné pro všechny modely používané pro závody rallye. Liší se podle poþtu a druhu závodĤ, pokud se jede více závodĤ na asfaltových nebo betonových tratích, tak ložiska, kulové þepy a konektory vydrží déle, ale naopak se musí þastČji za sezonu mČnit pneumatiky. Zatímco pĜi vČtším poþtu šotolinových soutČží je menší spotĜeba pneumatik, tak v kulových konektorech se mnohem rychleji vytvoĜí vĤle, stejnČ tak dochází k rychlejšímu opotĜebení kuliþkových ložisek. Náklady na likvidaci jsou nulové. Model se dá kompletnČ rozebrat, oddČlí se tak plastové díly a kovové díly. Plast se mĤže dát do žlutého kontejneru na recyklaci a kovové díly se mohou odnést do sbČru. Model se mĤže prodat na bazaru, popĜípadČ darovat. Veškeré díly jsou zdravotnČ nezávadné, a proto není potĜeba žádné speciální likvidace.
ϯϭ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
9. Hodnocení kvality a konkurenceschopnosti navrženého TS Hotový model jsem testoval na trati ve TĜemošné, kde se poĜádají závody v RC rallye. Vyznaþil jsem si úsek, který jsem projel pĜibližnČ bČhem dvou minut. Tento úsek jsem nČkolikrát projel v závodním tempu v obou smČrech a vždy jsem si mČĜil þas. Poté jsem ten samý úsek opČt obČma smČry projel i s modelem s pohonem všech þtyĜ kol, se kterým se bČžnČ zúþastĖuji závodĤ RC Rallye a porovnal jsem namČĜené þasy. S novým modelem s pohánČnou pouze pĜední nápravou jsem zajíždČl pomalejší þasy prĤmČrnČ o 9 až 10 vteĜin. Tyto výsledky jsem porovnal s výsledky prvního letošního závodu ve TĜemošné z 28. 3. 2015, kde se jeli obČ kategorie, 4WD i 2WD, kde jsem se zúþastnil pouze s modelem 4WD a ke svým þasĤm v jednotlivých rychlostních zkouškách jsem pĜiþetl 5 sekund ke každé odjeté minutČ. Z tČchto výpoþtĤ jsem došel k pĜedpokladu, že bych se se mnou navrženým modelem s pohánČnou pouze pĜední nápravou mČl pohybovat mezi nejrychlejšími v kategorii 2WD. Ale to jsou pouze spekulace a pĜedpoklady. To jak bude model konkurence schopný, se ukáže až v prvním odjetém závodČ. Mé osobní hodnocení navrženého strojního spodku modelu je velice pozitivní. Model se pĜi jízdČ chová pĜedvídatelnČ a je dobĜe ovladatelný. Díky sníženému polomČru zatáþení model zvládne bez problémĤ projet ostrými zatáþkami, které jsou o 180°. Díky zvýšené svČtlé výšce model plynule pĜekonává pĜekážky, jako jsou koĜeny, klacíky nebo šišky. A systém Ĝízení se zdá být spolehlivý, bČhem testování s ním nebyl žádný problém.
10. ZávČr Cílem této práce bylo navrhnout strojní spodek modelu RC auta. Jednalo se o výbČr vhodného modelu a následnČ návrh nového strojního spodku s úpravou na model s pohánČnou pouze pĜední nápravou tak, aby se mohl použít pro závody RC rallye. Z nČkolika modelĤ jsem vybral nejideálnČjší a ten jsem zakoupil. Dále jsem navrhl nČkolik variant strojního spodku a po vyhodnocení jsem zvolil nejlepší z nich. Dále jsem vybral vhodný materiál pro konstrukci a celý strojní spodek jsem vyhotovil. Následovalo testování modelu a dodateþné úpravy a zlepšování nČkterých þástí. Navržený strojní spodek je funkþní a splĖuje podmínky, které jsem si stanovil na zaþátku práce. SplĖuje požadavky a pravidla pro úþast na závodech RC rallye. Z mého pohledu je model konkurenceschopný. KromČ západoþeského šampionátu bych se s ním rád zúþastnil i závodu mistrovství ýeské Republiky RC Rally pro kategorii modelĤ s pohánČnou pouze jednou nápravou a to 5. 9. 2015 ve TĜemošné.
ϯϮ
Západoþeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní, Katedra konstruování strojĤ
BakaláĜská práce, akad. Rok 2014/15 Libor Kupilík
11. Seznam použité literatury
Knižní publikace [1] VLK, F.. Stavba motorových vozidel. Brno: nakladatelství Vlk, 2003 [2] VLK, F.. Automobilová technická pĜíruþka. Brno: nakladatelství Vlk, 2003
Elektronické zdroje [3] http://www.wgtshop.com/store/show/X300013 (14.10.2014) [4] http://www.ultimaterc.com/gallery/index.php?cat=44 (14.10.2014) [5] http://www.wheelsacademy.com/a1/rcauto/Tamiya/electro/chassis/index.html (14.10.2014) [6] http://www.ultimatetamiya.com/cars/df03ra/ (15.10.2014) [7] https://www.tamiyausa.com/product/item.php?product-id=58417 (15.10.2014) [8] http://racing.webgarden.cz/rubriky/akce-a-zavody/pravidla-a-terminy/pravidla-2015 (15.10.2014) [9] http://www.tamiya.com/english/rc/manuals.htm (20.10.2014) [10] http://www.axom.cz/obsah/hlinikove-desky-dibond (2.11.2014) [11] http://cs.autolexicon.net/articles/ackermannova-podminka/ (2.11.2014)
Další zdroje [12] Vlastní tvorba
ϯϯ
6
5
4
3
2
1
B-B ( 1 : 1 ) D
10
7
49
15
15
52
20
8 4
16
14
D
3
50
230 `0,5
70°
9
20
A
7
Textura povrchu
Hrany ISO 13715
B
Měřítko
Přesnost
ISO 2768 - mk
Tolerování
ISO 8015
1:1 Hmotnost (kg)
0,050
A
KKS 6
5
4
3
B
R2 R2
67
FAKULTA STROJNÍ ZÁPADOČESKÉ UNIVERZITY V PLZNI
84 `0,5
40
17
50
4
57
3 R2
Materiál - Polotovar
C
j 0,2 A B
12
7
7
R2
9
3
n
10 80
1:1,5
2xn3
40°
R2
B
16
2xn 47
18
12°
32 `0,5
64 `0,5
3
4xR4 n3
12
40°
6xR2
6
2xn3
2xn
B
3xn
11
10
7
10
22
60°
C
B
22
° 70
52 47
Promítání Formát
DIBOND Kreslil Datum
A3 Libor Kupilík 10.3. 2015
Název
HORNÍ RÁM VARIANTA 1
Schválil
Datum KATEDRA KONSTRUOVÁNÍ Druh dokumentu STROJŮ VÝROBNÍ
Číslo dokumentu
VÝKRES
2
TA03 - HR01
List
1
Listů
A
6
5
4
3
2
1
A-A ( 1 : 1 ) D
3
D 60
7
49
15
15
59
6
210 `0,5
A
16
6
n3
B
47
10 80
67
20
1:1,5 Textura povrchu
B
R2
B
R2
7
12
A
R2
7
n3
82 `0,5
32
7
R2
R2
3xn3 j 0,2 A B
25
3
28
65°
7
2xn3
4xR4 12°
32 `0,5
64 `0,5
A
3 2xn
6
n
3xn
2x
C
11
60°
10
C
R2
21
10
R2
27
22 22
7
52 47
11
Hrany ISO 13715
Měřítko
1:1
Přesnost
ISO 2768 - mk
Tolerování
ISO 8015
Hmotnost (kg)
0,048 Materiál - Polotovar
FAKULTA STROJNÍ ZÁPADOČESKÉ UNIVERZITY V PLZNI
A
KKS 6
5
4
3
Promítání Formát
DIBOND Kreslil Datum
A3 Libor Kupilík 12.3. 2015
Název
HORNÍ RÁM VARIANTA 2
Schválil
Datum KATEDRA KONSTRUOVÁNÍ Druh dokumentu STROJŮ VÝROBNÍ
Číslo dokumentu
VÝKRES
2
TA03 - HR02
List
1
Listů
A
A
A-A ( 1 : 1 )
18
2
2
3
2
36
18
30
78
1
4 2 5
9
23
A
POZICE 1 2 3 4 Měřítko
1:1
FAKULTA STROJNÍ ZÁPADOČESKÉ UNIVERZITY V PLZNI
KKS
KATEDRA KONSTRUOVÁNÍ STROJŮ
KS 1 3 1 1 Hmotnost (kg) Kreslil Datum
KUSOVNÍK ČÍSLO SOUČÁSTI TA03 - R101 TA03 - C01 TA03 - R102 TA03 - C03 0,092
POPIS úchyt řízení kulový čep tyč řízení čep 2x10mm Formát
Promítání
Libor Kupilík 20.3. 2015
A4
Název
SESTAVA ŘÍZENÍ VARIANTA 1
Schválil Číslo dokumentu
Datum Druh dokumentu
VÝKRES SESTAVY
TA03 - SR01 List
Listů