Issuu on Google+

Молодежный инновационный форум Приволжского федерального округа Конкурс научно-технического творчества молодежи (НТТМ) Интернет-сайт: http://ify.ulstu.ru. Ульяновск, 2011 год УДК.687.053:631.4

Ручная малогабаритная швейная машинка МОУ «Лицей №18» Дружинин Никита Константинович, учащийся Научный руководитель: Дружинин Константин Александрович Аннотация: Малогабаритное изделие размером 200 х 170 х 92мм. Тип стежка – цепной. Украшена изображением 19 века. Проектирование произведено с использованием 3D моделирования. Дизайн изделия разработан в программной среде Corel Draw X4. Реклама изделия оформлена под рекламу 20 годов 20 века в программной среде Photoshop CS3. Описание проектной работы Анализ групп швейных машин показал, распространение в быту и производстве профессиональных машин, отсутствие компактных, легко переносимых швейных машин. Возможность использования швейных машин там, где нет электричества, это отдалѐнный дачный участок, длительное проживание на природе, лѐгкость при транспортировке, например во время поездки. Гипотеза  Отсутствие небольшой, компактной, легко переносимой швейной машины. Предмет исследования  Ручная швейная машина. Объект исследования  Малогабаритная, лѐгкая, простая в использовании швейная машина, украшенная орнаментами машин 20 – 60 годов. Анализ существующего состояния Выявлены следующие основные принципы работы швейной машины независимо от назначения машины. Механизм иглы сообщает игле возвратно-поступательное или колебательное движение. Механизм челнока обеспечивает захват петли, еѐ обвод вокруг шпуледержателя. Механизм нитепритягивателя сматывает нитку с катушки, сдѐргивает еѐ с челнока и затягивает стежок. Механизм двигателя ткани передвигает материал на длину стежка. Все механизмы получают движение от гл. вала, приводимого во вращение электрическим или механическим приводом. Историческая справка Приведены этапы развития швейной машины, конструкторы внѐсшие вклад в развитие, приведены фотографии машин прошлого и позапрошлого веков. Выявление основных параметров и ограничений Анализ существующего состояния показал:  Форма машин схожая;  Вид переплетения нити и элементы машины стандартные;  Габариты машин и область применения сложившиеся.


Молодежный инновационный форум Приволжского федерального округа Конкурс научно-технического творчества молодежи (НТТМ) Интернет-сайт: http://ify.ulstu.ru. Ульяновск, 2011 год Вывод: в проектируемой машине должны быть учтены основные требования:  вид переплетения нити – цепной стежок;  машина должна содержать основные элементы – механизм иглы, челнок, двигатель ткани, нитепритягиватель;  форма машины – под старину;  украшение – орнамент начала 20 века.  Определение дизайнерской задачи  Отражение в изделии элемента старины;  Изменение вида;  Компактность;  Конкурентоспособность;  Независимость от электроэнергии. Генерирование идеи Анализ предложения показал спрос на изделия стилизованные под старину, в качестве опорного элемента в проектировании выбираю существовавшие швейные машины 18 – 20 веков, с последующим изменением в конструкции.

Фото 1. Уменьшенный масштаб машины 18 в.

Фото 2. Форма корпуса, из банка идей.

Определение габаритных размеров Ручная швейная машина имеет габаритный размер 500 х 300 х 230 мм. В качестве расчѐта принимаю масштаб уменьшения М 1:2,5 Размеры нового изделия 200 х 170 х 92 мм.


Молодежный инновационный форум Приволжского федерального округа Конкурс научно-технического творчества молодежи (НТТМ) Интернет-сайт: http://ify.ulstu.ru. Ульяновск, 2011 год

Фото 3. Эскизная проработка в 3D моделировании

Выбор приводного устройства Кинематическая схема движения составлена на основе схемы швейной машины класса 22-А

Диаметр ведущего шкива определѐн конструктивно в зависимости от размеров корпуса диаметром 103 мм. Расчѐт конструктивных особенностей ведущего и ведомого колѐс. В масштабе изображается ведущее колесо, определяю межосевое расстояние, вычерчиваю ведомое колесо. Диаметр ведущего колеса: D11 = 88 мм; D12 = 70.23 мм; Диаметр ведомого колеса: D2 = 30 мм. Передаточное отношение: u=

= 2.34

по ГОСТ 2185-80 u = 2.5


Молодежный инновационный форум Приволжского федерального округа Конкурс научно-технического творчества молодежи (НТТМ) Интернет-сайт: http://ify.ulstu.ru. Ульяновск, 2011 год Определение межосевого расстояния и модуля: Межосевое расстояние - aw = 20,5; Модуль mn = (0.01 – 0.02) aw; mn = (0.02) 20,5 = 0.2 – 0.5; По ГОСТ 9563-80 принимаем mn = 0.5. Суммарное число зубьев: z = z1 =

=

= 82; Ведомое колесо

= = 23; Ведущее колесо z2 = z - z1 = 82 – 23 = 59;

Проработка изделия в 3D моделировании Дальнейшая работа производилась в программной среде твѐрдотельного моделирования Компас 3D: 1. Произведена проверка сопряжения ведущего и ведомого колѐс в 3D, проверка показала z 1 = 23; z2 =58; 2. Моделирование ведущего и ведомого колѐс, сборка в 3D; 3. Смоделированы 48 деталей изделия. При моделировании использовались способ выдавливания, вырезания, моделирование методом вращения, методом пространственных кривых, моделирование листовых деталей, а так же метод создание массива по концентрической сетке. 4. Присоединение деталей к корпусу, затем производился анализ взаимодействию, компактности, весу и другим параметрам, имеющим цель облегчить изготовление деталей и сохранить небольшой вес изделия. Редактирование при невыполнении этого условия; 5. Создание спецификации, 2D чертежи каждой детали; Изготовление изделия. При изготовлении применялись стандартные операции доступные школьной мастерской по созданным в процессе проектирования чертежам. Корпус изготовлен при помощи фрезерования и слесарных операций. 23 точѐных деталей на токарно-винторезном станке ТВ-6. 14 листовых деталей, выполненных при помощи рубки, обточки, а так же сверления и отделки, 2 точѐных на токарном станке по дереву, 2 пружины, 6 стандартных детали купленных в магазине. Материал для изготовления, это сталь ст.10, 15 ГОСТ 1050-88, древесина – липа, красное дерево, нержавейка. Инструменты. Чертилка, штангенциркуль, зубило, молоток, напильник (личный, бархатный), шкурка, сверла диаметром 2,6 4,6 мм. метчик, плашка. Испытание. Испытание проводилось человеком владеющим навыками шитья, отзыв положительный Дизайн-анализ оформления. При разработке и выборе рисунков украшения швейной машины мной учитывались традиции украшения машин начала 20 века. Рисунки созданы для различных позиций в программе Corel Draw X4


Молодежный инновационный форум Приволжского федерального округа Конкурс научно-технического творчества молодежи (НТТМ) Интернет-сайт: http://ify.ulstu.ru. Ульяновск, 2011 год

Фото 4. Рисунки оформления

Реклама. В системе растровой графики Adobe Photoshop CS3 мной создан рекламный лист на моѐ изделие. В качестве прототипа данной рекламы послужили рекламные плакаты 19 века. Слоган – Вдохновение старины

Фото 5. Изделие

Фото 6. Реклама

Фото 7. Нитепритягиватель


/Druzhinin_NK_2