Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Технология / Другие методич. материалы / Проект "Дятел и червячок" (деревянная механическая игрушка) представлен на региональном этапе Всероссийской олимпиады школьников по технологии гю Воронеж в 2016 году (2 место)

Проект "Дятел и червячок" (деревянная механическая игрушка) представлен на региональном этапе Всероссийской олимпиады школьников по технологии гю Воронеж в 2016 году (2 место)


  • Технология

Поделитесь материалом с коллегами:

Муниципальное казённое образовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 9 г. Россоши

Воронежской области


Деревянная механическая игрушка

«Дятел и червячок»


Разработал: Василенко Андрей,

ученик 10-Б класса

МКОУ СОШ № 9 г. Россошь

Руководитель: Линник Н. Г.,

учитель технологии

МКОУ СОШ № 9 г. Россошь


Россошь 2015

Оглавление


  1. Выбор темы проекта 3

  2. Задачи проекта 5

  3. Требования к проекту 6

  4. Анализ идей по выполнению данного проекта 7

    1. Первый вариант 7

    2. Второй вариант 8

    3. Третий вариант 9

    4. Четвертый вариант 9

  5. Разработка основного варианта проекта 10

  6. Технологическая документация 12

  7. Последовательность сборки изделия. 22

  8. Экологическая и экономическая оценка проекта. 23

  9. Список используемой литературы. 24

  10. Приложения 25



Выбор темы проекта


При изучении темы «Машины и механизмы» в рамках предмета «Технология» 5-7-х классов мы не только ознакомились с различными видами простых механических передач – механизмами, а также занимались моделированием выше упомянутых механизмом с помощью конструктора Lego. В 8-ом классе итогом изучения данной темы являлось изготовление механической игрушки, используя один, а лучше несколько изученных ранее механизмов. Материалы можно использовать любые. Можно было делать копии тех игрушек, которые стоят у нас в классе как образцы. Таким образом у меня появилась первая игрушка – реставрированная радиоуправляемая машинка. В которой была поломана рулевая колонка (рейка) и корпус, которые мне и пришлось изготовить.


Но при выборе темы проекта для олимпиады необходимо что-то более сложное…. Поэтому после совета учителя я просмотрел в интернете и некоторых книгах варианты механических деревянных игрушек. И меня заинтересовали некоторые довольно интересные игрушки: Дятел и червячок (https://youtu.be/ozr-GtcbYFQ ), подъемный кран (https://youtu.be/T3azUfgiuXc)и другие подобные.


Сложность данной темы состоит в том, что чертежей данной игрушки нигде нет и все делать предстоит только на основе видеоролика. А для разработки и конструирования необходимо выбрать такие методы и приемы, чтобы как можно меньше затратить времени.


Вместе с учителем решили остановиться на игрушке с дятлом, так как механизм менее сложен и времени для его разработки, изготовления и оформления должно хватить (примерно два месяца).


Данный механизм может служить наглядным работающим макетом зубчатой передачи, взаимодействия элементов кулачкового, рычажного и пружинного механизма, что поможет учащимся более полно представлять взаимодействие элементов механизмов и передач. А кроме этого данная игрушка будет служить хорошим примером для развития творческого мышления у других учеников, повышения их заинтересованности делать более сложные и интересные игрушки.

Задачи проекта

Из предыдущих моих рассуждений можно выделить следующие задачи, которые он должен решить:

  1. Найти и освоить компьютерное программное обеспечение, которое поможет быстро и легко разрабатывать шестеренки и определять их межосевое расстояние; компоновать пары шестеренок на плоскости.

  2. Научиться работать станочным (стационарным) лобзиком и бормашиной.

  3. Создать действующий механизм-игрушку не только для развлечения, но и для наглядного представления взаимодействия элементов зубчатой передачи, кулачкового, рычажного и пружинного механизмов.

  4. Совершенствовать навыки по обработке древесины.


Требования к проекту


Решению поставленных задач будет способствовать выполнение следующих требований к проекту:

  1. Легкость работы в компьютерной программе по конструированию шестеренок, возможность разработки шестеренчатой пары, возможность сохранения результата в формате jpeg.

  2. Использование машинной обработки материала и заготовок.

  3. Минимальные затраты на изготовление данного проекта

  4. Простота и компактные размеры данного проекта, для возможности переноса из одного класса в другой.


Анализ идей по выполнению данного проекта

В интернете можно найти четыре варианта выполнения идеи механической игрушки «Дятел»:



Первый вариант

hello_html_54ab782.gif


Данный вариант подходит для итоговой поделки – механической игрушки средней сложности в 8-ом классе.


Второй вариант



hello_html_62c58a8c.jpg


Этот вариант механической игрушки по силам и шестикласснику.


Третий вариант Четвертый вариант


hello_html_56c95ea4.pnghello_html_1c69493e.png


Данные варианты более предпочтительны для проекта на олимпиаду по технологии: достаточно сложны и трудоемки, требуют проявить смекалку и творчество; углубления некоторых понятий по теме механизмы.



Разработка основного варианта данного проекта


При выборе основного варианта я руководствовался сложностью, но в тоже время посильностью выполнения изделия. Поэтому остановился на третьем варианте как прототипе.

Для своего изделия решил применить фанеру и МДФ (стеновые облицовочные панели). Данный материал хорошо режется и обрабатывается как ручным, так и механическим способом. Его достаточно после ремонта школьного коридора, и он сейчас заменяет нам фанеру как поделочный материал.

Для осей шестеренок решено было использовать шпажки для канапе и шашлыка, которые можно купить в посудном магазине или в магазинах сети «Все по 49» или «Магнит».

Главная задача по упрощению разработки шестеренок и их компоновки в устройстве решалась при помощи программы Gear Template Generator. Она позволяет быстро моделировать пару шестеренок по количеству зубьев, очень удобно менять и настраивать форму зубьев, диаметр шестерни, сохранять результат в формате jpeg (Приложение1). Причем сохранить можно в двух вариантах: в зацеплении (необходимо для компоновки зубчатого механизма по осям) и по отдельности (позволяет распечатать каждую шестерню отдельно) – Приложение 2.

Компоновку шестеренок выполняли в текстовом редакторе Microsoft Word. В нем можно достаточно удобно и быстро работать с рисунками: поворачивать, уменьшать в размерах, делать невидимым фоновый цвет, что оставляет в нашем случае только контур. Благодаря этому и упрощается совмещение нескольких пар шестерней и их наложение друг на друга – таким образом мы и получили компоновку осевых отверстий для всего механизма (Приложение 3).

Анализируя ролик, мы увидели использование шестеренок с пяти-, шести- и двенадцати зубчатых, но точное количество их непонятно. Можно определить число осей шестеренчатых пар и то – приблизительно. Кроме этого не показан механизм попеременного движения механизма дятла и механизма червяка. Основываясь на этом было решено оставить основными направления вращения кулачка и соосной ему шестерни, двигающих кулису дятла, шестерни с кулачком, выдвигающим червяка и рукоятки. Из этого вытекает, что проектировать шестеренки необходимо с количеством зубьев кратным 5. Это позволяет более четко представить механизм попеременного задействования механизмов дятла и червячка – две шестерни с числом зубьев по 15. Потом в одной шестерне оставить 5 зубьев, во второй – 10. Таким образом мы и выполним попеременное задействование двух механизмов. Передающие вращательное движение шестерни решили делать с 10 зубьями – легче считать увеличение скорости вращения и контролировать положение кулачков.

Следующий этап проектирования состоял в том, чтобы определить количество пар шестеренок и количество зубьев в них. Мы решили применить наименьшее количество шестеренок во избежание заедания при их работе.

После компоновки шестеренок и определения межосевого расстояния можно определиться с формой каркаса, который может отличаться от представленного нами или в ролике, со способом крепления его к основанию, размещению кулачковых механизмов, компоновки фигурок дятла и червячка. Вся эта компоновка так же достаточно удобно выполняется в текстовом редакторе Microsoft Word. Здесь так же возможно выполнить контурное проектирование кулачка изменяя узлов автофигуры (Microsoft Word 2013) – Приложение 4. Таким образом можно проектировать и рычаг червячка.

Все необходимые шаблоны отпечатывались, вырезались и приклеивались на заготовку, после чего вырезается и обрабатывается с помощью станкового лобзика и бормашины.

Основную (ведущую) ось решили делать из толстой шпажки, имеющей в сечении квадрат, что обеспечивает надежную установку неполнозубых шестеренок и рукоятки вращения.

Для крепления лицевой дощечки к каркасу, а также установки каркаса на основание решили использовать нагельное соединение.

Технологическая документация

Механическая деревянная игрушка «Дятел и червячок».




Шестеренка 5 зубьев

Шестеренка 10 зубьев

Шестеренка 15 зубьев

Кулачек червячка

Ось шестеренки

Ведущая ось


2

2

2

1

5

1


МДФ

МДФ

МДФ

ДВП

шпажка для шашлыка

деревянный шампур

Шайбы:

40

25

15


1

6

5


МДФ

МДФ

МДФ


Габаритные размеры: 200х150х250

Деталь 1. Основание.





Линейка, угольник, карандаш

Отпиливаем прямоугольник основания

hello_html_m60849039.png

Пила, верстак

Шлифуем боковые грани и закругляем углы основания на R10




Наждачная бумага, рашпиль

Размечаем посадочные гнезда для каркаса согласно чертежа




Угольник, линейка, карандаш

Выдалбливаем посадочные гнезда

hello_html_1920513f.gif

Киянка, стамеска

Окрашивание детали


Акриловая краска



Деталь 2. Каркас (Приложение 3).







Шаблон, карандаш

Выпиливаем детали каркаса


Станочный лобзик (стационарный)

Совмещаем и скрепляем обе детали вместе


Струбцины

Просверливаем отверстия для осей шестеренок согласно приложению 3


Сверла 5, 3 и 2,7 сверлильный станок

Обрабатываем кромки деталей, соединенных вместе.


Наждачная бумага, брусок и цилиндр.

У каждой детали убираем одну из стенок паза (внутреннюю), чтобы получить четверть


Мини ножовка (ножовка-ручка) по металлу

Окрашивание деталей


Акриловая краска



Деталь 3. Лицевая панель.









Карандаш. линейка

Вырезаем деталь

hello_html_m60849039.png

Пила или лобзик

Размечаем отверстия для дятла и червячка



Карандаш, линейка

Сверлим три отверстия 10




Сверло 10

Формируем прямоугольное отверстие для крепления фигурки дятла



Ручной лобзик или стамеска, надфиль

Поперек ширины панели через прямоугольное отверстие просверливаем отверстие для оси дятла




Сверло 2,7

Окрашивание детали


Акриловая краска



Деталь 4. Ручка.






Наждачная бумага, рашпиль

Шлифуем поверхность


Наждачная бумага

Размечаем центры отверстий и просверливаем их




Сверло 6

Формируем квадратное отверстие под ведущую ось




Надфиль

В круглое отверстие вставляем шип-вороток



Окрашивание детали


Акриловая краска



Деталь 5. Кулиса (приложение 5).



Деталь 6. Кулачек дятла.



Шаблон

Обработка контура кулачка



Лобзик, бормашина

Окрашивание детали


Акриловая краска


Деталь 7. Дятел (приложение 5).







Деталь 8. Рычаг червячка (приложение 5).








Копирка, карандаш

Выпиливаем деталь




Ручной лобзик

Сверлим отверстие под крепление червячка и шип




Сверло 2,7

Сверление отверстия посадки на ось рычага




Сверло 3

В отверстия вставляем шипы длинной 10 мм



Обрабатываем кромки детали


Бормашина

Окрашивание детали


Акриловая краска



Деталь 9. Червячок.












Деталь 10. Зубчатый механизм (приложения 2 и 3).



Шестеренка 5 зубьев

Шестеренка 10 зубьев

Шестеренка 15 зубьев

Кулачек червячка

Ось шестеренки

Ведущая ось


2

2

2

1

5

1





Шестеренка 5 зубьев

Шестеренки 10 зубьев

Шестеренки 15 зубьев

Сверло 2,7

Сверло 3

Сверло 3

Сверло 6

Вырезаем шестерёнки


Станочный лобзик

Обрабатываем зубья до необходимого профиля


Бормашина

У шестерёнок с 15 зубьями удаляем зубья:

Первая – 5 зубьев

Вторая – 10 зубьев

Лобзик

Центровые отверстия обрабатываем до квадрата со стороной 6 мм


Надфиль

Из ДВП выпиливаем кулачок червячка

Приложение 5

Ручной лобзик

Сверлим отверстие


Сверло 2,7

Окрашивание детали


Акриловая краска

Отрезаем оси для шестерёнок из шпажек

Длина 40 мм

Нож

Ведущую ось готовим из деревянного шампура

Длина 60 мм

Пила-ручка

Изготавливаем шайбы

40 – 1 шт

25 – 6 шт

15 - 5 шт

Коронки по древесине

Сверлим по центру шайбы 40 отверстие 6 и растачиваем его до квадрата со стороной 6 мм


Сверло 6, надфиль

В одной шайбе 25 сверлим отверстие 6 и растачиваем его до квадрата со стороной 6 мм


Сверло 6, надфиль

В остальных шайбах сверлим отверстия по центру 2,7


Сверло 2,7

Шлифовка шайб


Наждачка

Окрашивание детали


Акриловая краска



Последовательность сборки изделия (приложение 6).


  1. Ведомая ось дятла. Насаживаем на ось одну маленькую шестеренку с 5 зубьями и центровым отверстием 2.7 мм. На эту же ость насаживаем одну шайбу 15 с зазором в 10 мм от шестерни.


  1. Ведущая ось. На ведущую ось насаживаем большую шестерню с оставшимися 5-ю зубьями и большую шестерню с оставшимися 10-ю зубьями, оставив зазор между ними в 10 мм.


  1. Шестеренку с 5-ю зубьями и центровым отверстием 3 склеиваем с кулачком червячка.


  1. Вставляем оси шестеренок в одну половинку каркаса.


  1. На две нижние оси насаживаем шестеренки по 10 зубьев и по две шайбы  25 мм на каждую ось. Зазор между шестернёй и шайбой в 1 мм. Между шайбами – 10мм.


  1. На правую верхнюю ось одеваем две шайбы 15 (одну из шайб необходимо сделать тоньше на толщину ДВП, из которой сделан кулачок червячка) и шестеренку с приклеенным кулачком червячка.


  1. На верхнюю левую ось одеваем рычаг червячка.


  1. Устанавливаем ведущие шестерни и шестерню дятла.


  1. Проверяем работу механизма. Выполняем доводку зубьев шестеренок до ликвидации заклиниваний.


  1. Устанавливаем вторую половину каркаса. Отрезаем выступающие края осей. Проверяем работу механизма.


  1. Устанавливаем шайбу 40 на ведущую ось и ручку. Выступ оси отрезаем.


  1. Устанавливаем лицевую панель в пазы каркаса, закрепляя её с помощью нагелей из зубочистки.


  1. В панели закрепляем дятла.


  1. На ведомую ось насаживаем кулачок дятла


  1. Закрепляем кулису. Устанавливаем червячка на штифт рычага.


  1. Устанавливаем каркас на основание в соответствующие пазы, смазав их предварительно клеем.


Экологическая и экономическая оценка проекта.

Данное изделие изготовлено из материалов, которые не опасны для ребенка. Окраска произведена художественными акриловыми красками.

А денежные затраты на проект вылились в следующую сумму:

  1. Набор тонких шпажек для шашлыков 49 руб.

  2. Набор деревянных шампуров для шашлыков 49 руб.

  3. Комплект пилочек для лобзика (50 шт.) 60 руб.

  4. МДФ (1/4 полосы 2,7х0,25 м) 50 руб.

  5. Фанера (кусок 200х200) 10 руб.

Итого 218 руб.





Список используемой литературы


  1. Аlan & Gill Bridgewater. Building wooden machines (Постройка деревянных механизмов). 2012г.

  2. Rodney Frost. Creative Kinetics making. Mechanical marvels in wood (Творческая кинетика. Делаем механические чудеса в древесине). Sterling, New York/London.

  3. Raymond_Levy. Making Mechanical Marvels in Wood (Делаем механические чудеса в древесине). Sterling Publishing Co., Inc. New York. 1991г.

  4. Reg Martin. Making wood trucks and construction vehicles (Деревянные модели грузовиков и строительной техники). Sterling Publishing Co., Inc. New York. 2006 г.

  5. Интернет ресурсы:

    1. https://youtu.be/ozr-GtcbYFQ

    2. http://woodgears.ca/gear/index.html



Приложение 1

hello_html_m7faad639.png

hello_html_m79e0c0e5.png


Приложение 2.

Шаблоны для разметки попарно и раздельно

hello_html_m5eec2d2c.gifhello_html_2550fad5.gif

hello_html_62d0de3c.gif

hello_html_m4ea9ef79.gif



Приложение3.

Компоновка шестеренок для определения межосевого расстояния на каркасе.


hello_html_57f2b275.jpghello_html_68a322bc.gifhello_html_fbbcb6a.gifhello_html_4dfb07af.gif





Зеленые отверстия 2,7

Синее отверстие 3

Красное отверстие 6




Приложение 4.

Вычерчивание кулачка

hello_html_m44045168.png hello_html_m620cb765.png

Размещение кулачка на схеме

hello_html_57f2b275.jpghello_html_68a322bc.gifhello_html_fbbcb6a.gifhello_html_4dfb07af.gif

Приложение 5.


Кулиса Дятел Рычаг червячка


Приложение 6.


Сборка изделия


1


hello_html_m55ff0363.gifhello_html_m55ff0363.gif

2

hello_html_405ce348.gifhello_html_1a46101a.gifhello_html_405ce348.gifhello_html_1a46101a.gif

3

hello_html_m55ff0363.gif

4



5


hello_html_m4809cc27.gifhello_html_6463e1cc.gif

6


hello_html_m4809cc27.gifhello_html_6463e1cc.gifhello_html_m55ff0363.gif

7

hello_html_m4809cc27.gifhello_html_6463e1cc.gifhello_html_m55ff0363.gif

8

hello_html_m4809cc27.gifhello_html_6463e1cc.gifhello_html_405ce348.gifhello_html_1a46101a.gifhello_html_m55ff0363.gifhello_html_m55ff0363.gif

9

hello_html_m4809cc27.gifhello_html_6463e1cc.gifhello_html_405ce348.gifhello_html_1a46101a.gifhello_html_m55ff0363.gifhello_html_m55ff0363.gif

10

hello_html_m4809cc27.gifhello_html_6463e1cc.gifhello_html_405ce348.gifhello_html_1a46101a.gifhello_html_m55ff0363.gifhello_html_m55ff0363.gif

11hello_html_m4809cc27.gifhello_html_6463e1cc.gifhello_html_405ce348.gifhello_html_1a46101a.gifhello_html_m55ff0363.gifhello_html_m55ff0363.gif

12

hello_html_m4809cc27.gifhello_html_6463e1cc.gifhello_html_405ce348.gifhello_html_1a46101a.gifhello_html_m55ff0363.gifhello_html_m55ff0363.gifhello_html_22bd4ecd.gif

13

hello_html_m4809cc27.gifhello_html_6463e1cc.gifhello_html_405ce348.gifhello_html_1a46101a.gifhello_html_m55ff0363.gifhello_html_m55ff0363.gifhello_html_22bd4ecd.gif

14

hello_html_m4809cc27.gifhello_html_6463e1cc.gifhello_html_405ce348.gifhello_html_1a46101a.gifhello_html_m55ff0363.gifhello_html_m55ff0363.gifhello_html_22bd4ecd.gif

15

hello_html_m4809cc27.gifhello_html_6463e1cc.gifhello_html_405ce348.gifhello_html_1a46101a.gifhello_html_m55ff0363.gifhello_html_m55ff0363.gifhello_html_22bd4ecd.gif

16

hello_html_m4809cc27.gifhello_html_6463e1cc.gifhello_html_405ce348.gifhello_html_1a46101a.gifhello_html_m55ff0363.gifhello_html_m55ff0363.gifhello_html_22bd4ecd.gif



Краткое описание документа:

Идея взята из ролика: https://youtu.be/ozr-GtcbYFQ

Чертежей нигде не было. пришлось продумывать всё самостоятельно; рыться в ПО для разработки шестеренок: просмотреть с десяток роликов о шестеренках. кулачках и прочих механизмах. Решили упростить некоторые моменты или выбросить вообще из-за сроков работы. Получилось то, что получилось

Автор
Дата добавления 26.09.2016
Раздел Технология
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров154
Номер материала ДБ-213521
Получить свидетельство о публикации

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх