Министерство образования и науки Украины

Национальный технический университет

«Харьковский политехнический институт»

Кафедра ТММ и САПР

Курсовая работа

«Основы автоматизированного проектирования»

на тему: «Создание 3-х мерной модели мотоколяски СМЗ С-3Д»

Выполнил: ст.гр. ТМ-88Б Андрийченко И.В. _________ _________

(дата) (подпись)

Проверил: Васильев А.Ю. _________ _________

(дата) (подпись)

Харьков 2011

1

Содержание

Постановка задачи

Введение

Создание 3-х мерных компонентов модели

Двигатель

Кузов

Рулевой механизм

Колёса

Подвески и оси

Крылья

Сиденья

Стёкла

Крышки капота и багажника

Двери

Защитные и сигнальные элементы

Конечный вариант модели мотоколяски

Заключение

Список использованной литературы

2

Постановка задачи

Создать 3-х мерную модель мотоколяски СМЗ С-3Д.

Для создания модели была выбрана CAD система Solid Works, так как эта система

более доступная и понятная.

Модель состоит из множества деталей, как мелких, так и крупных. Большинство из

компонентов были мне не знакомы, поэтому при построении приходилось по

нескольку раз их переделывать. К сожалению, начальных вариантов деталей не

осталось, поэтому ниже будут приведены их конечные исполнения.

3

Введение

Возможно некоторым покажется, что объект моего курсового проекта не

совсем актуально, но я с этим не соглашусь, потому что, и на сегодняшний день

центры социального обеспечения совсем не заботятся о своих подопечных – людях, у

которых жизненные будни в коей степени стали не совсем удобными. Есть не мало

форумов которые поддерживают продолжение выпуска подобных, более

совершенных прототипов автомобилей. Еще одним «кричащим» хитом стало

возобновление моды на «домашние» конструкторские доработки(вездеходы,

миникары и т.д.), потому как известный в советское время журнал «Моделист-

конструктор» сейчас в свободном доступе в сети. И вообще, это транспортное

средство несмотря на сои габаритные размеры считался очень модным авто

«золотой» молодежи 80-х гг. прошлого столетия.

Что такое СМЗ С-3Д?

Немного истории

В 1939 году был создан Серпуховский мотоциклетный завод (СМЗ). С

1952 по 1997 год производил мотоколяски для инвалидов: трёхколёсные C-1Л/С-3Л

(1952—1958), четырёхколёсные С-ЗА («моргуновки») (1958—1970) и СЗД (1970—

1997). В 1989 году завод передаётся в состав ПО «АВТОВАЗ» и запускает

производство малолитражного автомобиля ВАЗ-1111 «Ока». В 1995 году

производство автомобиля «Ока» окончательно переносится на «СМЗ». Завод был

переименован в «Серпуховский Автомобильный Завод» (СеАЗ).

ОАО «Серпуховский автомобильный завод» («СеАЗ») — машиностроительное

предприятие в Московской области, до 2010 года специализировалось на

производстве и реализации автомобилей «Ока» и «СМЗ». На данный момент,

производство автомобилей остановлено, производятся только запчасти для

автомобилей Ока.

4

СМЗ С-1Л — двухместный трёхколёсный автомобиль-мотоколяска, выпускавшаяся

Серпуховским мотоциклетным заводом с 1952 по 1956 год. В 1956—1958 году

выпускалась модификация С-3Л, отличавшаяся от базовой более мощным

двигателем. Всего было изготовлено 19 128 мотоколясок С1Л и 17 053 С-3Л.

Технические характеристики:

- Количество дверей/мест - 2/2;

- Тип двигателя, объём - 1-цилиндровый мотоциклетный двухтактный двигатель

Москва-М1А, 123 см³ (в С-3Л применялся двигатель (Иж-49), 346 см³)

- Мощность двигателя - 4 л.с.(8 л.с в С-ЗЛ)

- Система питания - карбюратор

- Кол-во передач - 3

-Расположение двигателя - сзади, продольно

-Привод - задний

- Максимальная скорость - 30 км/ч (С-3Л —60 км/ч)

- Снаряжённая масса - 275 кг

- Габариты: длина - 2650 мм, ширина - 1388 мм; высота - 1330 мм

- Тормоза задние - барабанные/-

- Тормоза передние - нет/-

5

- Шины - 4,50-9".

СМЗ С-3А — двухместный четырёхколёсный автомобиль-мотоколяска, серийно

выпускавшаяся Серпуховского мотоциклетного завода с 1958 по 1970 годы (c 1962

выпускался модернизированный вариант С-3АМ). В автомобиле использовался

мотоциклетный двигатель Иж-49 мощностью 8 л.с. С-3А сменил на конвейере

трёхколёсную мотоколяску С-3Л, будучи по сути её четырёхколёсной модификацией.

Конструкция независимой передней подвески типа «Порше» (два поперечных

торсиона с четырьмя продольными рычагами) была отработана на опытном образце

НАМИ-031. Всего был изготовлен 203 291 автомобиль.

*Известен по фильму Леонида Гайдая «Операция Ы и другие приключения Шурика».

После этого фильма автомобиль-мотоколяска получил «народное» прозвище

«моргуновка» (в фильме мотоколяской управлял персонаж Бывалый, сыгранный

актёром Евгением Моргуновым).

(С точки зрения конструкции и эксплуатационных качеств, С-3А имела как

существенные преимущества, так и весомые недостатки. Главной проблемой было то,

что, будучи по сути своего рода моторизованной инвалидной коляской, не

предназначенной для дальних и длительных поездок, в условиях дефицита обычных

автомобилей мотоколяска С-3А была также наделена частичным функционалом

обычного двухместного микроавтомобиля, пригодного для нормальной эксплуатации

по дорогам общего пользования. Этот вынужденный неудачный компромисс между

полноценным маленьким автомобилем и, по выражению Льва Шугурова,

«моторизованным протезом» приводил к тому, что С-3А выполняла обе функции

одинаково посредственно. С одной стороны, для «моторизованного инвалидного

кресла» С-3А была достаточно тяжёлой (425 кг в снаряжённом виде), трудоёмкой и

дорогой в изготовлении из-за цельнометаллического кузова с пространственной

рамой из хромансилевых труб. С другой — по «автомобильным» меркам она имела

плохую динамику (максимальная скорость 60 км/ ч), недостаточную проходимость

из-за маленьких колёс и слабой тяги мотора. Комфортабельность и дизайн открытого

кузова также оставляли желать многим лучшего, а пожалуй единственным 6

преимуществом применённого на мотоколяске двухтактного мотоциклетного мотора

была простота конструкции; остальные показатели — мощность, расход топлива (до

5 л/ 100 км), долговечность, шумность — не выдерживали критики.

При этом общая простота и ремонтопригодность конструкции частично искупала её

несовершенство и невысокие технические характеристики, делала машину

неприхотливой в эксплуатации, крайне низкая цена на бензин в те годы позволяла не

замечать сравнительно высокого его расхода, а главное — при всех своих

недостатках, С-3А всё-таки выполняла, хоть и не идеально, возложенные на неё

функции, существенно облегчая жизнь людей с ограниченными возможностями.)

Технические характеристики:

- Количество дверей/мест - 2/2

- Тип двигателя, объём - 1-цилиндровый (мотоциклетный двухтактный двигатель

Иж-49), 346 см³

- Мощность двигателя - 8 л.с.

- Система питания - карбюратор

- Кол-во передач - 4

- Расположение двигателя - сзади, продольно

- Привод - задний

- Максимальная скорость - 60 км/ч

- Расход топлива - 4,5÷5,0 л/100 км7

- Объем топливного бака - 12 л

- Вес - 577 кг

- Габариты: длина - 2625 мм; ширина - 1316 мм; высота - 1380 мм

- Колесная база - 1650 мм

- Дорожный просвет - 170 мм

-Тормоза задние/передние - барабанные/-

- Шины - 5,00-10".

С-3Д («эс-три-дэ») — двухместный четырёхколёсный автомобиль-мотоколяска

Серпуховского автозавода (в то время ещё СМЗ). Автомобиль пришёл на смену

мотоколяске С-3АМ в 1970 году.

Технические характеристики:

- Двигатели ИЖ-П3-01, 18 л.с.

- Длина: 2825 мм

- Ширина: 1380 мм

- Высота: 1300 мм

- Клиренс: 170-180 мм

- Колёсная база: 1700 мм

8

- Колея задняя: 1114 мм

- Колея передняя: 1114 мм

- Масса: 498 кг (без нагрузки, в снаряжённом состоянии)

- Макс. скорость: 60 км/ч

- Расход топлива: 7 л/100 км

- Объём бака: 18 л

- Предшественник С-3А

- Преемник СеАЗ-1111

И так, С-3Д («эс-три-дэ»)

Такие автомобили именовались в народе

«инвалидками» и распространялись (иногда с частичной или полной оплатой) через

органы соцобеспечения среди инвалидов различных категорий. Выдавались

мотоколяски собесами на 5 лет. После двух лет и шести месяцев эксплуатации

инвалид получал бесплатный ремонт «инвалидки», затем пользовался этим средством

передвижения ещё два с половиной года. В итоге он был обязан сдать мотоколяску в

собес и получить новую. Последние 300 экземпляров С-3Д покинули СеАЗ осенью

1997 года. В целом, мотоколяска С-3Д оставалась таким же неудачным

компромиссом между полноценным двухместным микроавтомобилем и

«моторизованным протезом», как и предыдущая модель. Даже повысившаяся

комфортабельность закрытого кузова не искупала очень низкие динамические

характеристики, шумность, большую массу и высокий расход топлива. На

9

протяжении выпуска мотоколяски отмечался постепенный дрейф от этой концепции

к использованию приспособленного для управления инвалидом обычного легкового

автомобиля особо малого класса. Сначала широкое распространение получили

инвалидные модификации «Запорожцев», а впоследствии С-3Д был заменён

инвалидной модификацией «Оки», которая выдавалась инвалидам до монетизации

льгот, в последние годы — наряду с «классическими» моделями ВАЗ,

приспособленными под ручное управление. Во времена СССР узлы и агрегаты

мотоколяски (силовой агрегат в сборе, дифференциал с реверс-редуктором, рулевое

управление, тормоза, подвески и т. д.) в силу доступности, дешевизны и достаточной

надёжности широко использовались для «гаражного» изготовления

микроавтомобилей, трициклов, мотоблоков, мини-тракторов, вездеходов на

пневматиках и прочей техники. Описания подобных самоделок в изобилии

печатались в журнале Моделист-Конструктор вплоть до середины 1990-х годов.

Технические характеристики:

Длина автомобиля составляла 2,6 метра, но из-за цельнометаллического кузова масса

была значительной — чуть менее 500 килограммов, то есть, сравнима с

четырёхместным «Трабантом» с частично пластиковой конструкцией (620 кг), и даже

«Окой» (620 кг) и «горбатым» «Запорожцем» (640 кг).

Двигатель — двухтактный, мотоциклетный, модели ИЖ-Планета-3(ИЖ Планета 3 —

мотоцикл среднего класса, предназначенный для езды по дорогам и бездорожью.

Выпускался Ижевским машиностроительным заводом с 1971 по 1975 год.

10

Двигатель :

- Ход поршня 85 мм

- Диаметр цилиндра 72.0 x 85.0 мм

- Число цилиндров 1

- Рабочий объем цилиндра 346 см3

- Степень сжатия 7,51

- Максимальная мощность 18 л. с. при 4200-4600 об/мин.

- Охлаждение воздушное

- Система смазки совместная с топливом

- Тип карбюратора К-36 или позднее К-62И

- Сцепление многодисковое, в масляной ванне

- Коробка передач четырех ступенчатая, двухходовая.

- Моторная передача безроликовая двухрядная цепь, передаточное число—2,17

- Передача от коробки на заднее колесо роликовая цепь, передаточное число—2,47), с

принудительным воздушным охлаждением, — был откровенно слаб для довольно

тяжёлой конструкции, при этом как все «двухтактники» имел большой расход

топлива и очень сильно шумел. Прожорливость мотоколяски, впрочем, вполне

компенсировалась дешевизной топлива.

Двигатель ИЖ-П3, как и все двухтактные бензиновые

моторы, требовал добавления в бензин масла для смазки, что создавало определенные

11

неудобства с заправкой. Поскольку топливную смесь часто готовили не в мерной

емкости, а "на глазок" доливая масло прямо в бензобак, нужная пропорция не

выдерживалась, что вело к повышенному износу двигателя. Несмотря на неказистый

внешний вид и явную непрестижность, мотоколяска имела целый ряд необычных для

советского автопрома и передовых по тем временам конструктивных решений:

достаточно отметить независимую подвеску всех колёс, реечное рулевое управление,

тросовый привод сцепления, — всё это в те годы ещё не стало общепринятым в

практике мирового автостроения, а на «настоящих» советских автомобилях

появилось лишь в восьмидесятые годы. Благодаря отсутствию двигателя спереди,

замене ножных педалей на специальные рукояти и рычаги, а также конструкции

переднего моста с вынесенными далеко вперёд поперечными торсионами (как у

«Запорожца»), в салоне было достаточно места для полностью вытянутых ног

водителя, что было особенно актуально для тех, у которого они не могли сгибаться

или были парализованы. Проходимость по песку и разбитым просёлкам у инвалидок

была отменной. Тут сказывался её малый вес, короткая колёсная база, независимая

подвеска. Только по рыхлому снегу проходимость была низкой (некоторые умельцы

применяли расширенные колёсные диски — срок службы шин на таких дисках

сильно уменьшался, но пятно контакта с дорогой значительно увеличивалось,

улучшалась проходимость, несколько повышалась плавность хода). В обслуживании

мотоколяски были неприхотливы. Слабым местом в эксплуатации в зимнее время

был мембранный бензонасос — в нём на холоде замерзал конденсат, и двигатель глох

во время движения. Бензиновый отопитель салона был очень капризен (описание его

возможных неполадок занимало около четверти «инструкции по эксплуатации СЗД»).

Зато двухтактный двигатель воздушного охлаждения легко пускался на любом

морозе, быстро прогревался и не вызывал никаких проблем при эксплуатации зимой,

в отличие от двигателей с водяным охлаждением (в те годы личные автомобили

эксплуатировали преимущественно именно «на воде» из-за дефицита и низких

эксплуатационных качеств существовавших антифризов). Производство СМЗ-СЗД

началось в июле 1970 года и продолжалось более четверти века. Последняя

мотоколяска сошла с конвейера Серпуховского автомобильного завода (СеАЗ)

12

осенью 1997 года: после этого предприятие полностью переключилось на сборку

автомобилей «Ока». Всего было выпущено 223 051 экземпляр мотоколяски СЗД.

С1971 года небольшими партиями производилась модификация СМЗ-СЗЕ,

оборудованная для управления одной рукой и одной ногой (выпущено 7717

экземпляров). С прекращением производства последней серпуховской «инвалидки»

история мотоколясок в нашей стране закончилась, хотя она могла бы иметь

продолжение, причем весьма интересное...

13

Создание 3-х мерных компонентов модели

При создании модели мотоколяски, из-за некой «военной» секретности к

выпускаемой в СССР продукции, возникли некоторые проблемы с находкой

чертежей, но опорной конструкцией выступали фото, примитивные схемы и только

лишь для двигателя кое-как нашлись чертежи (если их можно такими назвать!).

14

… т.д. и т.п.

Ссылка чертежей двигателя ИЖ: http://photofile.ru/users/izhmakar/95054313/

При создании конструкции основной рамы мотоцикла были введены ряд упрощений,

как говорилось раньше, из-за нехватки ресурсов для сравнения степени точности и в

какой-то степени неопытности работы с реальным материалом.

Двигатель и главная передача

В ходе выполнения задания в первую очередь было смоделирован «прототип»

двигателя ИЖ-Планета3-01:

15

Некоторые моменты в соответствии размеров в этой и последующих деталях не

соблюдены через неточность опорных материалов для построения(чертежей).

Этот двигатель смоделирован на максимально упрощенном уровне. Построены

следующие элементы:

- Коленчатый вал

- Шатун

- Поршень( с 3-мя кольцами и пальцем)

- 2 шестеренки

- Корзина сцепления

- Коробка передач(представлена в виде 3-х вал-шестерень)

- Подшипники

- Двухрядная цепь.

Главная передача в этом проекте представлена в виде роликовой цепи на ведущую

ось вращения, будет освещена ниже.

16

Кузов

Кузов С-3Д выполнен как сварная конструкция. Изначально были

использованы балки (прямоугольные в профиле) и пустотелые внутри, позже к ним

был «приварен» каркас кузова(поэлементно) листовым металлом(2-3 мм), задние

крылья и др. элементы кузова. Днище выполнено из цельного листа металла, как

оговорено в технической литературе к мотоколяске.

А также присутствует множество вырезов под оборудование и прочее.

17

Рулевой механизм

Рулевой механизм состоит из самого рулевого колеса, рулевой тяги и

вспомогательной тяги, эти детали в сборе представляют собой реечную рулевую

передачу, которая потом соединяется с передней осью, через промежуточную втулку:

18

Колёса

Как не странно в сборке модели используется 4 колеса, заранее прорисованные как

диски колес и покрышки к ним. Это не оригинальные колеса, а «слегка»

модифицированные под литые (титановые) диски, для более современного вида.

Каждое колесо крепится на переднюю и заднюю оси с помощью шайб и гаек:

19

Подвески и оси

В мотоколяске система задней и передней осей и подвесок значительно отличается.

Передняя подвеска соединена с рулевым механизмом и закреплена с помощью

креплений, а задняя – комбинация ведущей оси и силовой структуры в виде

специальных тяг и креплений, болтовых соединений.

На задней оси размещен замыкающий узел «трансмиссии», а именно – ведомая

шестерня, она закреплена на с помощью шпонки, которая соединена с ведущей

шестеренкой на выходном валу коробки передачи роликовой цепью.

20

Крылья

В мотоколяске ярко выражены переднее и задние крылья. Передние крылья являются

по сути штампованной деталью и крепятся к корпусу «вручную», задние – это тоже

штампованные, но отдельно правый и левый элементы, которые стационарно

прикреплены к кузову с помощью сварочного шва.

Сиденья

Сиденья – неотъемлемая часть салона авто, поэтому в модели присутствуют 2

сиденья-кресла, они крепятся с помощью специальной пластины на шпильках в

кузов.

21

Стёкла

Стекла на любом транспортном средстве являются в первую очередь объектами

защиты от различных факторов с окружающей среды (осадки, ветер, пыль и т.д.). В

данной С-3Д реализованы несколько различных видов стекол, такие как:

- лобовое (заднее такой же конструкции)

- 2 боковых в кузове

- 2 дверных.

22

Крышки капота и багажника

Также к неотъемлемым атрибутам защиты и частям кузова относятся крышка

багажника и крышка капота. Они крепятся к кузову с помощью специальных

креплений, которые позволяют открывать их. Крышка капота крепится в задней

части кузова, потому что, как не странно, находится двигатель, на верхней части

капота (как и по боковых частях кузова) сделаны специфические вырезы –

воздухозаборники. Спереди размещена крышка багажника, а на торцевой части –

эмблема завода-производителя.

23

Двери

В СМЗ С-3Д есть 2-е дверей (панельного типа) с ручками для открытия (внешними) и

закрытия (внутренние), стеклами. Они крепятся с помощью петель к кузову.

24

Защитные и сигнальные элементы

Защитных как и сигнальных элементов должно и есть большое множество,

остановимся пока на присутствующих:

- бамперы (передний и задний)

- передние фонари (фары: стекла и корпус фары)

- задние фонари (поворот-габариты).

25

Конечный вариант модели мотоколяски

И как кульминация, вот что получилось:

26

Заключение

На выполнение данного курсового было потрачено много учебного (и не только)

времени в семестре, к сожалению, точно подсчитать это количество не могу.

Впервые за время работы в CAD-системах я столкнулся с такими проблемами:

- нехватка ресурсов на компьютере для раскрытия полных возможностей Solid Works

и модели, созданной в нем (решением этой проблемы было любое упрощение

элементов и использование минимального качества изображения)

- уменьшения уровня детализации деталей через нехватку опыта работы с

функционалом Solid Works и т.д.

Вся модель построена при помощи сборки и подсборок.

Общее количество деталей: 195

Уникальных деталей: 50

Перспектива СМЗ С-3Д:

27

… и напоследок, чем не актуальная тема???:)

28

Список использованной литературы

1. http://photofile.ru/users/izhmakar/95054313/

2. diecast43.livejournal.com/ 66494.html

3. ru.wikipedia.org/ wiki/СМЗ_С-3Д

4. http://shadow-cars.ucoz.ru/photo/30

29