Самодельное шасси

История создания

Идея создания радиоуправляемой автомодели возникла давно. Но воплощению этой идеи в пластике и металле всё время мешали какие-то объективные причины. Во-первых, полное отсутствие опыта проектирования и постройки такой модели (моё хобби-авиамоделизм, и устройство и работу некоторых узлов автомоделей, типы применяемых материалов, двигателей, аккумуляторов, подбор редуктора и т. д. я представлял весьма туманно). Во-вторых, полное отсутствие литературы по этой тематике. В-третьих, отсутствие комплектующих (двигателей, шестерен, подшипников малого диаметра и т. д.). К удивлению, последняя проблема разрешилась быстро и просто. Я работаю на вычислительном центре, и ребята, знающие о моём увлечении моделизмом, как-то отдали мне несколько списанных печатающих механизмов от принтеров и накопителей на магнитных лентах. Из всех этих "железок" мне удалось подобрать несколько пар шестерен с разным передаточным числом, несколько валов из качественной стали для осей и маленькие подшипники. С литературой тоже было довольно просто: я пересмотрел все журналы "Моделист-конструктор" у себя и в библиотеке, и нашёл несколько интересных для меня статей. Для начала было решено построить самую простую модель (без дифференциала, без амортизации, без подшипников, двигатель - от механизма блокирования замка автомобильной двери, питание - 8-10 аккумуляторов СЦ-0,55 А/ч).

После более близкого знакомства с каталогом и моделями фирмы TAMIYA я убедился, что сделал не модель, а игрушку. Захотелось построить что-то более серьёзное, пришлось опять разрабатывать чертежи. Из-за довольно-таки высокой сложности узлов фирменных моделей (практически все детали литые и сложной конфигурации), трансмиссии, содержащей много деталей, малой прочности и износостойкости механизмов (прошу учесть, что это моё субъективное мнение) проектировать полноприводное и переднеприводное шасси я даже не пытался. Прототипом послужило шасси от модели Формула-1; модель изначально задумывалась для асфальта. Материалы - листовой стеклотекстолит, сталь, дюралюминий, капролактам, микропористая резина. Дифференциал сделал по описанию в "Моделисте-конструкторе", передняя подвеска - аналогично фирменной, но из стеклотекстолита, регулятор - самодельный, механический. В ходе эксплуатации возникли некоторые нюансы, которые меня не устраивали. Во-первых, полная незащищённость колёс от ударов соперников. Пришлось несколько раз менять рычаги передней подвески и пару раз ось заднего моста. Во-вторых, очень плотная компоновка механизмов под кузовом малого объёма, и, как следствие, затруднённое обслуживание и чистка узлов. В-третьих, был неудачно выбран материал для деталей дифференциала, и его работа меня не устраивала.

С учётом вышеперечисленного, а так же накопленного опыта создания и эксплуатации подобных моделей был разработан несколько иной вариант шасси. Изменения коснулись главным образом типа шасси (для закрытого кузова), компоновки узлов, некоторых деталей дифференциала, узла защиты рулевой машинки. Мне довольно затруднительно дать объективную оценку своему "произведению", но шасси меня устраивает. По сравнению с моделями TAMIYA шасси более скоростное (правда, сравнение производилось визуально, сравнивались переднеприводное, полноприводное и моё шасси; модели были стандартного исполнения, без дополнительных опций). Детали и механизмы более простые, чем фирменные, в случае поломки легко восстанавливаемые или ремонтируемые.

К сожалению, у меня не было возможности поработать с фирменными комплектующими (колёсами, деталями дифференциала и т.д.). Но я думаю, что, изменив размеры и конфигурацию некоторых деталей передней подвески и заднего моста, вполне можно применить стандартные колёса, дифференциал, амортизаторы и т.д., выпускаемые фирмами. Кроме того, изменяя размер некоторых деталей, вполне можно изменить базу и колею шасси, то есть сделать шасси под любой кузов закрытого типа. Ну и, наконец, шасси обошлось мне не в 200$ плюс примерно столько же на тюнинг (может, где-то цены и пониже, но у нас такие).

В настоящем материале я ни в коем случае не хочу принизить заслуги и достижения фирм-производителей модельной продукции, обидеть людей, которые имеют возможность покупать дорогие модели и комплектующие к ним или претендовать на новизну идей. Практически все материалы были опубликованы в журнале "Моделист-конструктор", правда, я применял иногда другие материалы, что-то изменял и дорабатывал с учётом тех деталей, которые у меня были. В общем, что у меня получилось, то и предлагаю Вашему вниманию.

Краткая техническая характеристика

Описание конструкции

Основание шасси

Функционально шасси состоит из трёх основных узлов: основание шасси, задний мост с системой амортизации и передняя подвеска с системой амортизации и защитной муфтой. Основание шасси-деталь 1, вырезанная из стеклотекстолита толщиной 2,5 мм. На этой детали установлены в соответствующие пазы боковины 3 и 4, которые образуют коробку-пенал для размещения силовых аккумуляторов. После установки этих деталей места соединения обезжириваются и проливаются эпоксидной смолой. На стойках 5 (материал-дюралюминий или алюминиевый сплав) крепится "второй этаж" шасси 2, на котором размещены рулевые машинки, регулятор хода, узлы крепления масляного амортизатора и защитной муфты рулевой машинки. Следует отметить, что пазы детали 2 должны совпадать с соответствующими шипами боковин 3 (эти места не проклеиваются!). Такая конструкция в собранном виде повышает прочность аккумуляторной коробки. Перед задними колёсами установлены кронштейны 6, которые играют роль защитных "ушек" и, кроме того, в них установлены штыри крепления кузова. В передней части шасси кузов можно крепить к аналогичным штырям, установленными в районе бампера-отбойника. Конфигурация бампера зависит от носовой части прототипа и на чертежах не показана. Также не показаны места крепления штырей кузова. Их расположение зависит от обводов капота прототипа. Ввиду того, что стеклотекстолит уступает по прочности углепластику, окна облегчения вырезаны только в деталях, образующих коробку для силового аккумулятора.

Задний мост с системой амортизации

Задний мост выполнен как единый легкосъёмный узел, что увеличивает удобство ремонта и профилактических работ. Основание моста (см. сечение А-А) - стеклотекстолитовая пластина 3 толщиной 2,5 мм (можно применить дюралюминий толщиной 2 мм). К ней винтами М3 крепится моторама 1 и стойка левого колеса 2, выполненные из дюралюминия толщиной 6 мм. Сверху такими же винтами прикручена верхняя рама заднего моста 4. К мотораме и стойке крепятся подшипниковые стаканы 5 (правый) и 6 (левый). Правый выточен из стали и доведён до размеров, показанных на чертеже; левый стакан изготовлен из дюралюминия. Подшипники-13х6х3,

закрытого типа. Ось 20, соединяющая задние колёса, изготовлена из прутка стали диаметром 6 мм. В месте установки левого колеса в оси сделано отверстие М2,5 под штифт. В ступице левого колеса 17 пропилен паз шириной 2,5 мм. При установке колеса на ось штифт входит в пропил ступицы и таким образом предотвращает проворачивание колеса на оси. Правое колесо связано с ведомой шестерней 11 (на чертеже слева показана шестерня, которую я нашёл, справа - она же после доработки) через шариковую фрикционную муфту. Её образуют 6 шариков диаметром 4,8 мм от подшипника, находящихся в гнёздах цилиндрической вставки 10 (цилиндрическая вставка соединена с шестерёнкой шестью винтами М1,5; отверстия под винты просверлены по окружности диаметром 37 мм через 60o; во вставку впрессован бронзовый подшипник скольжения 12). С двух сторон муфта сжата стальными закалёнными шайбами 9 (размер шайб 30х13х1,2). Одна из шайб вклеена в ступицу правого колеса 13, вторая приклеена к упорному диску 8. Посадка упорного диска на ось осуществляется через разрезную бронзовую втулку 7. Для восприятия осевых усилий от давления шариков служит упорный шарикоподшипник 15 (изготовлен из стального прутка; после проточки канавки под шарики детали закалены). Регулировка усилий в муфте выполняется путём затягивания гайки с капроновым вкладышем 19. Для предотвращения осевых смещений на оси 20 установлена втулка 21, которая фиксируется на оси винтом М3. Праая ступица колеса 13 и левый диск 16 выточены из капролактама; в правую ступицу впрессованы два бронзовых подшипника скольжения 14. Шины колёс изготовлены из микропористой резины. Для устранения осевого люфта служит дистанционная шайба 18.

Задний мост навешивается на основание шасси через стеклотекстолитовую пластину-амортизатор 22 с помощью трёх винтов М3. На основании шасси эта деталь закреплена винтом М4 и прижимной шайбой 23, которая навинчена на стержень 24. Этот стержень является осью фрикционного амортизирующего узла. Последний состоит из тарельчатых фрикционных шайб 25 и пружин. Усилие фрикциона регулируется перемещением по оси втулки 27, фиксация которой осуществляется винтом М3. Нижней опорой 26 пружина опирается на дополнительную рессорную планку 28, которая установлена на стойках 29 на основании шасси 1.

Для гашения колебаний, возникающих при работе подвески, устанавливается демпфирующий пружинно - масляный амортизатор. Он крепится к детали 2 при помощи дюралюминиевого кронштейна (Узел I). С верхней рамой заднего моста 4 амортизатор связан шаровым шарниром (Узел II).

Передняя подвеска

Передняя подвеска первоначально была упрощённой (сечение Г-Г), и состояла из верхней и нижней планки 1 из фольгированного стеклотекстолита, соединённых между собой стойками 2 и крепящихся к основанию шасси 1 через резиновые шайбы (Узел III). Поворотный рычаг представлял собой детали 3, 4, 5, собранные в один узел с помощью пайки. Амортизация осуществлялась с помощью пружины и путём перемещения детали 3 по оси 6. На оси 6 сделаны пазы для замковых шайб. В диск колеса 8 впрессованы были два бронзовых подшипника скольжения 9.

Но работа подобной подвески мне не нравилась, и с помощью статьи из журнала "Моделист-конструктор" была разработана и изготовлена другая подвеска (детали показаны на чертеже справа от красной штриховой линии) Основанием служит узел 1, собранный из деталей 1А, двух деталей 1Б (стеклотекстолит) и дюралюминиевой детали 2. Детали 1Б приклеиваются к 1А, для большей прочности стянуты винтами М2; деталь 2 прикручивается винтами М2. Нижний рычаг подвески 3 состоит из основания 3Б и двух боковин 3А (стеклотекстолит толщиной 2 мм); после подгонки и сборки стыки обезжириваются и проливаются эпоксидной смолой. Верхний рычаг 4 состоит из серьги 4А, вилки 4Б и оси 4В. Материал для серьги и

вилки - дюралюминий. Рычаги крепятся к основанию 1 с помощью осей 15; на своих местах оси фиксируются замковыми шайбами 16. При помощи такой же оси к нижнему рычагу крепится шкворневая стойка 5 (деталь заводского изготовления, но вполне можно изготовить из дюралюминия, немного упростив). К верхнему рычагу 4 стойка 5 крепится при помощи вилки 4Б и винта М3. Серьга 4А крепится к узлу 1 так, как показано на виде В (ось вращения 15 фиксируется замковыми шайбами 16, для предотвращения осевого смещения серьги служат фторопластовые втулки 14). Поворотный рычаг 6 представляет деталь из дюралюминия, в него вставляется с некоторым натягом стальная ось 7, после этого сверлится вертикальное отверстие диаметром 4 мм под ось вращения 8. Ось вращения фиксируется замковой шайбой.

Диски колес 9 выточены из капролактама. Ступицы 10 - из дюралюминия, крепятся к дискам тремя винтами М2,5. Подшипники - 13х6х3, закрытого исполнения. Шины колёс - из микропористой резины.

Амортизация осуществляется при помощи пластины 11 из стеклотекстолита, которая прижимается к основанию 1Б винтом М3 и дюралюминиевой шайбой 12. Свободные концы пластины опираются на фторопластовые втулки 13, которые одеты на ось 15. Такая конструкция позволяет регулировать жёсткость подвески за счёт толщины и ширины пластины 11 довольно в широких пределах.

Защитная муфта рулевой машинки представляет собой узел, показанный на сечении В-В. По сравнения с узлом, опубликованным в "Моделисте-конструкторе", он немного переделан. Основанием является стальная ось 1, на которую в натяг насажана деталь из бронзы 3. После этого в этих деталях совместно сверлится отверстие диаметром 1,5-2 мм, вставляется штифт и запаивается. Таким образом, деталь 1 и 3 связываются жёстко. Качалка 4 припаивается к детали 2, и узел собирается так, как показано на чертеже. Ось 1 вращается в игольчатом подшипнике, который установлен в детали 6 (которая, в свою очередь, установлена в отверстии основания 1). Вторым подшипником является капроновая втулка 5, установленная в детали 2. Глубину отверстия диаметром 5,2 мм на детали 5 необходимо подобрать так, чтобы обеспечить минимальный люфт оси 1 защитной муфты, но в то же время лёгкость вращения узла. Муфта приводится во вращение при помощи дюралюминиевой качалки 7.

Заключение

Несколько слов о самой модели. Прототипом послужил Ferrari F40, поэтому база и ширина шасси, диаметр колёс разрабатывались исходя из реальных размеров автомобиля, в масштабе 1:10. Кузов - стеклоуглепластиковый, выклеен на болване. Аппаратура управления - Graupner FM -314, рулевые машинки - стандартные 508 (аналогичны по размерам HS 422 Hitec).

Я постарался как можно более подробно описать ход своих мыслей при разработке и порядок изготовления шасси. Вполне возможно, что некоторые узлы можно было сделать иначе, применить другие материалы или конструктивные решения. Хочу дать небольшой совет тем, кто захочет повторить эту модель. Сначала необходимо подобрать комплектующие (шестерни, амортизатор, поворотные рычаги и т.д.; вполне возможно, что не удастся подобрать детали по размерам, указанным на чертежах) и материалы для самодельных деталей. После этого придётся, возможно, внести некоторые коррективы в чертежи, и только потом начинать изготовление. Если у кого-то возникнут вопросы, предложения, критика - буду рад пообщаться на форуме.

Литература

• "Моделист-конструктор" 6,7,8,9 1979 г., "Формула GT, масштаб 1:8
• "Моделист-конструктор" 9 1989 г., "Шасси для электры"
• "Моделист-конструктор" 3 1996 г., "RC 10L на гоночных виражах"

Чертежи