¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

30 августа 2019

ѕроектирование элементов подвески спортивного автомобил€ в среде T-FLEX CAD

¬ладимир ¬агранский, ведущий специалист отдела внедрени€ компании Ђ“оп —истемыї

¬агранский

ќригинал статьи опубликован на сайте компании Ђ“оп —истемыї.
Ќа данный момент существует много технических видов спорта, один из них Ц автомобильный. ƒл€ того чтобы подготовить автомобиль к участию в различных видах соревнований, требуетс€ серьезна€ инженерна€ проработка практически каждого узла. «ачастую детали, которые установлены на автомобиле заводом-изготовителем, не удовлетвор€ют требовани€м, предъ€вл€емым к автомобилю на гоночном треке.

¬ этой статье € рассмотрю приЄмы, примен€емые при разработке задней подвески спортивного автомобил€ дл€ дисциплины Ђƒрифтї. ƒл€ данного вида автоспорта характерен специфический набор геометрических параметров положени€ элементов задней подвески (далее рычагов), который позвол€ет выставить угол развала задних колес равным нулю, чтобы обеспечить максимальную площадь контакта покрышки с полотном (рис. 1). “акже необходимо уменьшить клиренс автомобил€ дл€ смещени€ его центра т€жести. –егулировок подвески, предусмотренных заводом-изготовителем, не хватает, чтобы удовлетворить все вышеперечисленные требовани€. ¬ св€зи с этим по€вл€етс€ необходимость в разработке и изготовлении набора элементов задней подвески с большими ходами регулировки. ѕомимо всего прочего, по€вл€етс€ возможность увеличить прочность и уменьшить массу рычагов, что значительно улучшает характеристики автомобил€.

подвеска  T-FLEX CAD

–ис. 1. Ќабор типов геометрических параметров положени€ элементов задней подвески

јвтомобиль, дл€ которого будут разрабатыватьс€ рычаги, Ц Subaru Impreza WRX GH. Ќа схеме на рис. 2 представлена конструкци€ подвески автомобил€. ќсновой задней подвески €вл€етс€ подрамник, к которому креп€тс€ 4 пары рычагов.
подвеска  T-FLEX CAD

–ис. 2. —хема конструкции задней подвески (источник)

ѕерва€ задача дл€ разработки Ц получение опорной геометрии подрамника

ѕоскольку получить оригинальные 3D модели от производител€ невозможно, то остаЄтс€ несколько вариантов:
  • –учной обмер подрамника и его 3D моделирование
  • 3D сканирование подрамника
  • ѕолучение модели подрамника с помощью  »ћ
—амым быстрым и простым методом €вл€етс€ 3D сканирование Ц поэтому € его и выбрал дл€ реализации текущего этапа. ƒанный метод не €вл€етс€ самым точным, но так как конструкци€ подразумевает полностью регулируемые элементы, то все погрешности измерени€ и изготовлени€ будут компенсированы при сборке и настройке. –езультатом 3D сканировани€ €вл€етс€ STL файл, представл€ющий собой набор треугольников и их нормалей (рис. 3). „ем меньше размер треугольников, тем выше точность полученной 3D геометрии. ƒалее сетка открываетс€ с помощью T-FLEX CAD, в котором можно провести анализ полученного 3D скана, наложить текстуры (рис. 4), измерить опорные точки и сравнить их с исходной деталью. –асхождение с реальным подрамником оказалось в пределах 0.7 мм. ¬ дальнейшем полученный 3D скан будет использоватьс€ как опорна€ геометри€ дл€ 3D моделировани€ рычагов и их сборки в подрамнике.
подвеска  T-FLEX CAD

–ис. 3. —канированна€ сетка

подвеска  T-FLEX CAD

–ис. 4. —кан с наложенной текстурой. ‘отореализм в T-FLEX CAD

¬тора€ задача Ц получение опорной геометрии заднего кулака

√еометри€ была получена с помощью ручных средств измерени€ и 3D моделировани€ в T-FLEX CAD, так как нужна высока€ точность дл€ последующего моделировани€ переходных кронштейнов дл€ тормозной системы и колесных ступиц (рис. 5). ѕосле получени€ опорной геометрии кулака его можно разместить в 3D сцене T-FLEX CAD. √еометри€ положени€ колеса в пространстве определ€етс€ кулаком, который устанавливаетс€ в нужное положение относительно подрамника, а именно с нулевым углом развала (рис. 6).
подвеска  T-FLEX CAD

–ис. 5. ќпорна€ геометри€ кулака в T-FLEX CAD

¬ результате проводитс€ замер необходимой длины всех проектируемых рычагов. ѕогрешности в измерени€х снова компенсируютс€ закладываемыми возможност€ми регулировки длин рычагов. ƒл€ данной компоновки задней подвески необходимы три регулируемых рычага из четырех. ¬ерхний треугольный рычаг остаЄтс€ заводским, так как изменение ширины колеи автомобил€ не планируетс€. —оответственно, в разработку идут: продольные и поперечные рычаги, реактивные т€ги.
подвеска  T-FLEX CAD

–ис. 6. –азмещение кулака относительно подрамника

ƒл€ комфортной езды по неровным дорогам завод-изготовитель предусматривает шарнирные соединени€, представл€ющие собой сайлентблоки. ¬ спортивных подвесках большую роль играет жЄсткость конструкции, поэтому вместо сайлентблоков примен€ютс€ жЄсткие шарнирные подшипники (Ў—). Ќо в некоторых случа€х можно использовать заводские шарниры, чтобы сохранить м€гкость в одном из направлений.

ѕоперечный рычаг

ѕри разработке поперечного рычага учитываетс€ рассто€ние между точками креплени€ к кулаку и подрамнику. –асположение точек креплени€ стойки стабилизатора поперечной устойчивости берЄтс€ с заводского рычага, также добавл€ютс€ дополнительные точки креплени€ дл€ тонких регулировок подвески (рис. 7).
подвеска  T-FLEX CAD

–ис. 7. “очки креплени€ продольного рычага

 онструкци€ рычага представл€ет собой гнутое основание из листового металла, сваренное со св€зывающими пластинами. ƒл€ сборки предусмотрено соединение типа шип-паз.

»спользование листового металла позвол€ет значительно упростить конструкцию дл€ единичного или мелкосерийного изготовлени€. ƒл€ решени€ этой задачи использовалс€ модуль листового металла T-FLEX CAD. “акже удалось получить конструкцию на 25% легче и жЄстче по сравнению с заводскими характеристиками. –егулировка длины рычага осуществл€етс€ через промежуточную втулку между телом рычага и шарнирным наконечником. Ёто даЄт возможность регулировать рычаг непосредственно на автомобиле.

ѕродольный рычаг и реактивна€ т€га

–азработка реактивной т€ги и продольного рычага осуществл€етс€ аналогично поперечному рычагу. »х конструкци€ очень проста. –егулировка выполн€етс€ вращением основной втулки, в которой нарезана резьба с разными направлени€ми. ¬ращение по часовой стрелке увеличивает длину, против часовой Ц уменьшает. √айки фиксируют положение резьбы. ƒанна€ схема также позвол€ет регулировать длину без сн€ти€ их с автомобил€.
подвеска  T-FLEX CAD

–ис. 8. ѕродольный рычаг и реактивна€ т€га

—ледующем этапом разработки €вл€етс€ 3D сборка узла подвески (рис. 9). “ормозные суппорты, стойки амортизаторов и тормозные диски €вл€ютс€ покупными издели€ми. ѕосле формировани€ сборочной единицы проходит анализ конструкции на возможные пересечени€ и правильность выбранных размеров.
подвеска  T-FLEX CAD

–ис. 9. ѕодвеска в сборе. ‘отореализм в T-FLEX CAD

ѕосле анализа всех элементов в сборе можно приступить к изготовлению опытного образца. ƒл€ этого необходимо подготовить технологические модели и чертежи. –ассмотрим, например, технологическую подготовку поперечного рычага. “ак как основой €вл€ютс€ детали из листового металла, то их целесообразнее изготовить на оборудовании дл€ раскро€ с последующей гибкой (рис. 10).

“акую задачу с лЄгкостью решает T-FLEX CAD!

подвеска  T-FLEX CAD

–ис. 10.  онструктивные элементы рычага

‘ункциональные возможности системы позвол€ют оформить чертежи, эскизы и подготовить технологические модели дл€ дальнейшего изготовлени€. Ќепосредственно дл€ подготовки и самого изготовлени€ подобного типа деталей используютс€ модули T-FLEX –аскрой и T-FLEX „ѕ”. ƒл€ того чтобы решить задачу оптимизации раскро€ заготовок, необходимо выгрузить контуры деталей в модуль T-FLEX –аскрой. ƒанные о наименовании и обозначении деталей передаютс€ автоматически Ц остаЄтс€ только задать параметры кро€ и количество деталей.
подвеска  T-FLEX CAD

–ис. 11. —хема раскро€ в T-FLEX –аскрой

ƒалее полученна€ схема раскро€ (рис. 11) передаетс€ в систему T-FLEX „ѕ”, с помощью которой можно сгенерировать управл€ющую программу дл€ раскройного оборудовани€. —истема позвол€ет получать программы дл€ лазерного, фрезерного, электроэрозионного оборудовани€ и т. д. (рис. 12).
подвеска  T-FLEX CAD

–ис. 12. »митатор обработки T-FLEX „ѕ”

ѕосле получени€ плоских заготовок их необходимо передать на гибку Ц дл€ этого оформл€етс€ чертЄж листовой детали и еЄ развЄртки с размерами и радиусами сгибов (рис. 13).
подвеска  T-FLEX CAD

–ис. 13. 3D модели и эскиз дл€ гибки

 онструкци€ шип-паз позвол€ет собирать издели€ с помощью универсальной оснастки без вспомогательных кондукторов (рис. 14). Ёто очень сильно вли€ет на врем€ и стоимость изготовлени€ опытных образцов.
подвеска  T-FLEX CAD

–ис. 14. ѕроцесс сварки рычага

ѕоследним этапом детали передаютс€ на окраску, после чего устанавливаютс€ на автомобиль.
подвеска  T-FLEX CAD

–ис. 15. √отовый комплект рычагов

ќ развитии проекта € напишу в следующем материале.



¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

-->

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: „то можно назвать Ђчудо-оружиемї отрасли —јѕ–?
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2019 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.