МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования «Витебский государственный технологический

университет»

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СПОРТИВНОЙ ОБУВИ

Конспект лекций для студентов специальности 1-50 02 01 «Конструирование и

технология изделий из кожи» специализации 1-50 02 01 03

«Конструирование обуви» дневной формы обучения

Витебск 2010 1 УДК 685.34 Проектирование спортивной обуви. Конспект лекций для студентов специальности 1-50 02 01 «Конструирование и технология изделий из кожи» специализации 1-50 02 01 03 «Конструирование обуви» дневной формы обучения Витебск: Министерство образования Республики Беларусь, УО «ВГТУ», 2010.

Составитель: к.т.н., доц. Смелкова С.В.

В конспекте лекций рассмотрены основные задачи дисциплины, особенности антропометрии и морфологии стоп спортсменов для научного обоснования специфики стандартизации спортивной обуви, колодок и методов их проектирования, дана краткая характеристика конструкций основных видов спортивной обуви. Изложены принципы построения и методологические основы проектирования и моделирования базовых конструкций верха и низа некоторых видов спортивной обуви.

Для студентов специальности 1-50 02 01 «Конструирование и технология изделий из кожи» специализации 1-50 02 01 03 «Конструирование обуви» дневной формы обучения.

Одобрено на заседании кафедры «Конструирование и технология изделий из кожи» УО «ВГТУ», протокол № _18_ от «_02_»_06_ 2010 г.

Рецензент: к.т.н., доц. Пантелеева А.В.

Редактор: к.т.н., доц. Линник А. И.

Рекомендовано к опубликованию редакционно-издательским советом УО «ВГТУ»

«_» _ 2010 г., протокол № Ответственный за выпуск: Чумак В.М.

Учреждение образования «Витебский государственный технологический университет»

Подписано к печати. Формат _. Уч.-изд. лист_.

Печать ризографическая. Тираж _ экз. Заказ № _. Цена.

Отпечатано на ризографе учреждения образования «Витебский государственный технологический университет».

Лицензия № 02330/0494384 от 16 марта 2009 года.

210035, г. Витебск, Московский пр.,

СОДЕРЖАНИЕ

ЛЕКЦИЯ 1. ВВЕДЕНИЕ 1.1 Антропометрия и морфология стоп спортсменов 1.2 Программа антропометрических обследований стоп спортсменов 1.3 Особенности морфологии стоп спортсменов

ЛЕКЦИЯ 2. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К СПОРТИВНОЙ

ОБУВИ 2.1 Общая характеристика эксплуатационных требований к спортивной обуви 2.2 Эксплуатационные требования к отдельным видам спортивной обуви 2.2.1 Обувь лыжная 2.2.2 Ботинки для катания на лыжах 2.2.3 Полуботинки для скоростного бега на лыжах 2.3 Обувь для активного отдыха 2.3.1 Обувь для зимнего активного отдыха 2.3.2 Обувь кроссовая 2.4 Обувь для игровых видов спорта (футбол, регби, ручной мяч, хоккей на траве, баскетбол, волейбол)

ЛЕКЦИЯ 3. ОСНОВЫ СТАНДАРТИЗАЦИИ КОЛОДОК ДЛЯ СПОРТИВНОЙ ОБУВИ

3.1 Проектирование колодок для спортивной обуви 3.2 Особенности формы и размеров колодок для различных видов спортивной обуви

ЛЕКЦИЯ 4. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАЗРАБОТКИ ЧЕРТЕЖА

СТЕЛЬКИ И ОСНОВНЫХ СЕЧЕНИЙ ОПЫТНОЙ МОДЕЛИ КОЛОДКИ

4.1 Конструирование развертки следа колодки 4.2 Конструирование продольно-вертикального сечения 4.3 Конструирование поперечно-вертикального сечения пяточной части колодок

ЛЕКЦИЯ 5. РАЗРАБОТКА ТИПОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ ВЕРХА СПОРТИВНОЙ ОБУВИ

5.1 Особенности проектирования верха спортивной обуви 5.2 Разработка чертежей конструктивной основы моделей верха на примере мужских ботинок для боксеров

ЛЕКЦИЯ 6. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ НИЗА

СПОРТИВНОЙ ОБУВИ 6.1 Эксплуатационные требования к деталям низа 6.2 Методика проектирования формованных монолитных подошв ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

С каждым годом растет число людей, отдающих свое свободное время активному отдыху, занятиям физической культурой, спортом и туризмом.

Спорт играет активную роль в охране здоровья нашего народа, нравственном и духовном воспитании подрастающего поколения. В связи с этим в последнее время резко возросла потребность в спортивной обуви. Причем растет не только потребность в такой обуви, но и значительно изменяются требования к ее ассортименту и уровню качества.

Никто не может точно назвать дату возникновения спорта. Развитие спорта предъявило свои требования к конструкции одежды и обуви, все более приспосабливая ее к спортивным занятиям. В конце XIX века на возникновение новых форм одежды и обуви оказали влияние теннис и велосипед. Примечательным событием следует считать создание специальных ботинок для катания на коньках, сапог для катания на лыжах.

С начала XX века спорт приобретает большую популярность. Однако настоящей спортивной одежды, которая бы функционально и эстетически выполняла свое назначение, пока не было. Костюмы спортсменов представляли собой довольно пеструю смесь из предметов повседневного гардероба и изделий, изготовленных из незадолго до этого изобретенного трикотажа, который стал впоследствии традиционно спортивным материалом. Костюм, не предназначенный для занятий спортом, а приспособленный для них, подчас ограничивал подвижность спортсмена и разрушал целостность его эстетического образа.

';

Современная спортивная обувь очень разнообразна: обувь для лыжного и конькобежного спорта, для бега, для фигурного катания, для тенниса и др. В процессе эксплуатации эта обувь подвергается разнообразным воздействиям:

многократному изгибу, истиранию, ударам (мячом, шайбой, клюшкой и т. д.), порезам коньками или кантами лыж, действию пота, влаги, снега и т. д. Эта обувь должна хорошо защищать стопу спортсмена от травм и способствовать достижению высоких спортивных результатов.

Различия в спортивной обуви диктуются в основном спецификой вида спорта и в меньшей степени возрастом и полом. Вопросы художественного оформления приобретают в спортивной обуви очень важное значение, так как спортивные состязания зрелищные мероприятия.

По форме все спортивные костюмы, в том числе и обувь, должны иметь строгие линии, большие функциональные цветовые плоскости, должны производить впечатление собранности, подтянутости, динамичности. Роль спортивной обуви в достижении рекордных результатов спортсменов постоянно возрастает, поэтому так высоки требования спортсменов к спортивной обуви.

К конструкции верха спортивной обуви предъявляются следующие требования: минимальное число деталей, в результате чего уменьшается число швов и повышается прочность конструкций; размещение блочек и отверстий для шнурования возможно ближе к носочной части обув, что обеспечивает глубокое и плотное шнурование; обязательное применение внутренних и наружных усилителей в пучковой и геленочно-носочной частях обуви; применение различных накладок, щитков и прокладок, защищающих стопу от внешних воздействий; сочетание деталей различных цветов.

Цвет обуви отдельных видов определяется общепринятыми нормами или международными правилами. Например, ботинки для фигуристов, конькобежцев, туфли для велосипедистов должны быть черного цвета, ботинки для фигуристок – только белого.

В связи с этим одной из основных тенденций конструирования спортивной обуви является дифференциация по каждому виду спорта. Например, легкоатлетическая обувь включает туфли для бега на различные дистанции, туфли с утолщенной подошвой прыжков в высоту, туфли и ботинки с удлиненными шипами – для метания копья и т.д.

При проектировании обуви конструктору-модельеру необходимо ориентироваться на новейшие материалы, новые методы крепления. Так, например, внедрены в производство пластмассовые подноски для хоккейной обуви, которые, которые не размокают, не боятся ударов клюшкой и коньками, надежно защищают стопу, что дает возможность более активного цветового и фактурного решения обуви.

Проекты конструкций обуви разрабатывают с учетом требований спортсменов к удобству, анализа спортивных достижений, специфических условий эксплуатации.

Одной из сторон «удобства» является требование соответствия внутренней формы обуви форме и размерам стоп спортсменов. Детали, образующие внутреннюю форму и непосредственно соприкасающиеся со стопой, не должны иметь неровностей, складок, рубцов, бугров, недостаточно разглаженных швов.

Обувь должна отвечать специфическим требованиям для всех видов спорта: быть предельно легкой, гибкой или жесткой, водостойкой и т.д. Общее требование при этом – обеспечение необходимой прочности и надежности в эксплуатации. Отдельные виды спортивной обуви используют в сочетании со спортивными принадлежностями. Например, обувь для конькобежцев, фигуристов и хоккеистов с коньками; обувь для лыжников и прыгунов с трамплина – с лыжами и лыжными креплениями и т.д. Это, естественно, также находит свое отражение в конструктивных решениях соответствующих видов обуви.

Спортивная обувь должна отвечать определенным эстетическим и технико-экономическим требованиям (материалоемкость и трудоемкость).

1.1 Антропометрия и морфология стоп спортсменов Для научного обоснования особенностей стандартизации спортивной обуви, колодок и методов их проектирования необходимо знать антропометрические показатели, а также морфологические и биомеханические особенности, характерные для стоп спортсменов, занимающихся определенным видом спорта.

По данным спортивной морфологии имеются несомненные различия в пропорциях корпуса, ног и стоп спортсменов: у бегунов на короткие и средние дистанции стройная фигура и длинные ноги, а марафонцы обычно небольшого роста; метатели отличаются высоким ростом, большой длиной ног и относительно более развитыми поперечными размерами тела; у футболистов, как правило, хорошо развиты ноги, а у борцов они более слабы и т.д.

Большинство спортсменов также отличаются от не спортсменов увеличенными размерными признаками фигуры и их соотношением. При достаточно высокой степени корреляционной зависимости всех размерных признаков фигуры человека, это, безусловно, не может не сказаться на размерах стоп и пропорциях их отдельных участков.

При обследовании стоп спортсменов важно установить, какой тип стопы характерен для группы спортсменов, занимающихся тем или иным видом спорта, а также выявить, в какой форме проявляются наиболее типичные для данной группы морфофункциональные изменения размеров и формы отдельных частей стоп, оценить их существенность для теории и практики проектирования колодок и конструирования спортивной обуви. Одновременно с обследованием стоп спортсменов важно также изучать условия эксплуатации обуви, характерные для данного вида спорта.

Большое воздействие на опорно-двигательный аппарат спортсмена, в частности, на стопу, оказывает специфика движений в различных видах спорта.

Поэтому антропометрию стопы, проводимую в статике, необходимо дополнять изучением изменения размеров стопы в отдельных характерных для данного вида спорта положениях, например, в стартовых позициях. Следует учитывать также специфичность биомеханики стопы при занятиях отдельными видами спорта, т.е. движения наиболее характерные для легкой атлетики, футбола, лыжного, велосипедного спорта и т.д.

При обследованиях целесообразно определять промежутки времени, в течение которых спортсмен активно эксплуатирует специальную спортивную обувь. Только изучение всех этих факторов в совокупности позволяет исследователю определять оптимальные соотношения стопы и рациональной внутренней формы спортивной обуви.

При массовых антропометрических обследованиях и опросе спортсменов высокого класса и любителей спорта, занимающихся периодически, важно выявить различия в их требованиях к спортивной обуви, так как в настоящее время изготавливают спортивную обувь двух видов: массовую и для мастеров спорта. Данные обследования показывают, что требования к обуви и ее внутренней форме у спортсменов, занимающихся некоторыми видами спорта (например, легкой атлетикой, футболом, велосипедным спортом) и у любителей спорта идентичны. В других видах (например, в лыжном спорте и фигурном катании на коньках) требования к обуви и колодкам у любителей катания и у спортсменов различны.

Таким образом, знание особенностей антропометрии и морфологии стоп спортсменов необходимо конструкторам обуви для создания новых рациональных колодок и конструкций отечественной спортивной обуви, не уступающих лучшим образцам мирового производства.

1.2 Программа антропометрических обследований стоп спортсменов Для исследования особенностей размерных признаков стоп спортсменов в УКРНИИКПе О.В. Фарнеевой и И.Н. Кухтенко разработана и широко апробирована методика обследования, которая включает в себя следующие этапы:

- составление общей характеристики (паспортные данные спортсменов, вид спорта, которым он занимается, стаж занятий, разряд и т.д.);

- составление общей антропометрической характеристики спортсмена (рост, длина тела, масса);

- обследование общего состояния ног (прямая, О- или Х -образная);

- положение пяточной части стопы относительно переднего отдела – установка наружу - на вальгус или внутрь – на вальгус);

- изучение соотношения размеров стопы и внутренней формы обуви, удобной для данного спортсмена;

- снятие плантограммы стопы и измерение основных размерных признаков по длине и ширине стопы;

- измерение размеров стопы по высоте;

- определение обхватов стоп по основным антропометрическим признакам (точкам);

- определение координат антропометрических точек, отражающих адаптационные изменения формы и размеров стоп, возникающих в результате занятий данным видом спорта.

Соотношение размеров стопы и внутренней формы спортивной обуви значительно колеблется в зависимости от характера нагрузки и специфики биомеханики стопы во время выполнения спортивных движений, поэтому измерению основных внутренних размеров обуви, наиболее удобной для спортсмена, т.е. той, в которой он может достичь наилучших результатов, следует придавать при обследованиях стоп спортсменов большое значение.

Для определения внутренних размеров носимой спортсменами обуви в УКРНИИКПе разработаны и изготовлены специальные приспособления. Внутреннюю длину следа обуви измеряют металлической гибкой раздвижной линейкой, легко укладываемой по всем изгибам внутренней поверхности следа.

Полученная длина фиксируется специальным винтом. Показания со шкалы линейки снимаются после ее извлечения из обуви.

Внутренние размеры следа обуви по ширине в пучковой и пяточной частях устанавливают с помощью нутромера. Сопоставляемые размеры стопы (общая длина и габаритные размеры в пучках, пятке и т.д.) измеряются с помощью стопомера НИИ и музея антропологии им. Д.Н. Анучина МГУ.

Снятие плантограммы позволяет объективно оценить форму и размеры опорной поверхности стопы и состояния ее сводов. При соблюдении определенных правил можно с достачной степенью точности определять размерные признаки стопы по длине и ширине.

- соприкосновение контурографа со стопой должно быть непрерывным;

- давление его на стопу – оптимальным.

При необходимости методикой предусмотрено отмечать характерные антропометрические точки, где проявляются адаптационные изменения стопы спортсмена, а также измерять их положение.

Под действием нагрузки на стопу ее обхваты существенно изменяются, поэтому при обследованиях стопы спортсменов их обхваты определяют дважды: в основном антропометрическом положении (стопа под равномерной нагрузкой, при опоре на обе стопы) и без нагрузки – на весу.

Последним этапом антропометрического обследования стоп спортсменов является определение координат отдельных точек стопы (или ноги), наиболее четко отражающих адаптационные изменения стопы (или ноги), которые обусловлены специфичностью нагрузок в данном виде спорта. Так, например, у футболистов образуется дополнительная площадь опоры в области пятой плюсневой кости, ближе к ее основанию. У лыжников увеличивается опорная поверхность в области всех головок плюсневых костей, особо заметно увеличение отпечатка в местах расположения головок второй и третьей плюсневых костей, обычно менее нагруженных. У легкоатлетов – бегунов на короткие и средние дистанции, как правило, увеличена нагрузка на пальцевый отдел стопы, что сопровождается увеличением опорной поверхности ее наружного участка.

Для учета вышеперечисленных особенностей стоп спортсменов при конструировании колодок можно принять при обследовании стоп стопомер конструкции Ю.П. Зыбина, а для более детального изучения – метод бесконтактной многопроекционной фотограмметрии.

1.3 Особенности морфологии стоп спортсменов С целью выявления особенностей морфологии стоп спортсменов проводились антропометрические исследования учеными УКРНИИКПа, КГИФК, ВИСТИ в г. Москва, Киев, Ленинград, Запорожье и т.д. (спортивные общества).

Было обследовано более 2 тысяч спортсменов, занимающихся различными видами спорта. Результаты были обработаны на ЭВМ методами математической статистики с применением корреляционного анализа (М,, %).

Анализ результатов измерений показал, что наибольшая длина стопы у легкоатлетов (прыгунов), а наименьшая – у фигуристов. Характерной особенностью стоп спортсменов-футболистов, лыжников, велосипедистов и легкоатлетов-бегунов является меньшая вариация длины стопы по сравнению с вариацией этого признака у не спортсменов. По всей вероятности, это происходит вследствие учета антропометрических признаков (характеристик) при отборе в группы для подготовки спортсменов, занимающихся определенными видами спорта.

В других группах спортсменов, например, борцов и боксеров, наблюдается обратное явление. Здесь рассеивание длины стопы значительно больше, чем в группе не спортсменов. Так, борцов = 21,9, боксеров = 17,1, борцов = 21,9, при борцов = 8,1 %, боксеров = 6,2 %, вследствие чего для данных групп требуется составлять таблицу параметров колодок с большим числом номеров.

Так как зависимость между размерными признаками стоп корреляционная, а не функциональная, типологию стоп спортсменов только с известным приближением можно характеризовать коэффициентами пропорционального соотношения. Анализ соотношений длины стопы и основных размерных признаков по длине, ширине и обхватам позволяет установить, какой тип стоп наиболее часто встречается у спортсменов, занимающихся определенным видом спорта.

Общая характеристика формы стопы определяется соотношением ширины стопы в пучках Ш пуч. и общей ее длины Д ст. (рисунок 1.1):

Существует два типа формы стоп:

- относительно широкий, или брахиморфный;

- относительно узкий, или долиморфный.

Первый тип наиболее часто встречается у борцов, футболистов и велоср, сипедистов ( К 1 = 0,385 ) Второй – у фигуристов ( К 1 = 0,327 ). Наиболее широкий тип стопы наблюдается у легкоатлетов-бегунов на короткие и средние дистанции.

Типы стоп, определяемые в зависимости от ширины пятки Ш п., характеризуется коэффициентом К и = Ш 5 / Д. Достаточно большая ширина пятки отмечена в группе легкоатлетов-прыгунов – как у спортсменов (К и = 0,31), так и у спортсменок (К и = 0,306). Минимальный коэффициент был в группе фигуристов (К и = 0,26).

Относительную полноту стоп спортсменов характеризуют коэффициентами К 5 = О пуч / Д, К 6 = О с / Д,. Так, по данным исследований наиболее полный тип стопы (К 5 = 0,924) чаще всего встречается у борцов, а также у футболистов (К 5 = 0,916).

Таким образом, в результате проведенных сопоставлений выявлены существенные различия между стопами спортсменов отдельных групп, а также у спортсменов в целом по сравнению с не спортсменами. А если имеются такие существенные различия, то их необходимо учитывать при составлении таблиц параметров колодок для спортивной обуви.

Согласно классификации, предложенной К.И. Ченцовой, выделяют два типа стоп:

- треугольный (ширина пучков значительно больше ширины пятки в наиболее широком месте);

- параллелограммный (оба размерных признака имеют относительно близкие значения).

Анализ соотношений, характеризующих поперечные пропорции стоп спортсменов, показывает, что относительно широкий тип стопы отмечен в группах метателей (К 7 = 0,721). Это объясняется большими динамическими нагрузками в области плюснефаланговых сочленений и головок плюсневых костей.

По конфигурации пальцевого участка стопы обычно выделяют следующие типы стоп:

тип I скошенная форма пальцев, т.е наиболее выступает вперед первый палец, а остальные уменьшаются по длине согласно их порядковому расположению. Пальцевая формула записывается в тип II ниспадающая форма пальцев, т.е. первый и второй пальцы равны по длине, длина остальных уменьшается в порядке их расположения. Пальцевая формула записывается в таком виде:

тип III параболическая форма пальцев, т.е второй палец тип IV уширенная, или прямая форма пальцев, т.е. первый, второй и третий пальцы имеют примерно По данным К.И. Ченцовой, в обобщенной группе не спортсменов наиболее часто (87 %) встречаются стопы типа I (скошенная), а стопы II типа – % случаев.

Стопы спортсменов, занимающихся футболом, скоростным бегом на лыжах, велосипедным спортом, легкой атлетикой (короткие, средние дистанции) относятся чаще всего (60 – 70 %) к типам II и III. Таким образом, тип пальцевой формулы спортсмена необходимо учитывать при разработке конфигурации носочной части колодки для конкретного вида спортивной обуви.

По данным ряда исследователей, характер спортивных занятий влияет на состояние сводов стопы. Так, хорошее состояние продольных сводов стоп отмечено у футболистов и лыжников, занимающихся скоростным бегом, однако у лыжников наблюдались случаи уплощенности поперечного свода, проявляющиеся в увеличении давления на головки II и III плюсневых костей.

Таким образом, общие результаты анализа морфологических особенностей размерных признаков стоп и их соотношений, характерных для различных групп спортсменов, подтверждают необходимость построения обособленной типологии стоп спортсменов и колодок для спортивной обуви.

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К СПОРТИВНОЙ ОБУВИ

2.1 Общая характеристика эксплуатационных требований к спортивной обуви Современная спортивная обувь должна выполнять две функции:

основную (обеспечение возможности достижения высоких спортивных результатов) и вспомогательную (защита от неблагоприятных воздействий внешней среды, травм, профилактика заболеваний стоп спортсмена).

Спортивная обувь должна соответствовать требованиям, обеспечивающим выполнение основной функции – это сочетание оптимальной внутренней формы, наличие требуемых свойств верха и низа обуви, соразмерность обуви и спортивного инвентаря.

Показатели качества спортивной обуви подразделяются на следующие группы: функциональные, эргономические, гигиенические и эстетические.

К группе функциональных показателей относятся показатели свойств, обеспечивающих надежность обуви при эксплуатации в течение определенного времени, гарантируемого стандартом на данный вид спортивной обуви, а также оптимальные условия функционирования стопы в обуви, а именно показатели:

надежности, прочности крепления деталей верха и низа обуви, общей и остаточной деформации подноска и задника, обеспечения функции движения (усталостная прочность пяточно-геленочного узла обуви, сопротивление подошвы скольжению).

Эргономические показатели качества обуви, характеризующие систему стопа-обувь, учитывают комплекс антропометрических и физиологических свойств, проявляющихся при эксплуатации обуви. К физиологическим показателям, влияющим на энергозатраты спортсмена в процессе эксплуатации обуви, относят массу и гибкость обуви. Антропометрические показатели характеризуют соответствие внутренней формы обуви размерам и форме стопы спортсмена (впорность обуви).

Гигиенические показатели используют при определении соответствия обуви гигиеническим требованиям функции стопы в сложных условиях эксплуатации спортивной обуви, к ним относят: показатели, определяющие защиту стопы от влаги (водопромокаемость в динамических и статических условиях, влагопоглащение и влагоотдача пакета деталей верха обуви), действия статического электричества (удельное объемное электрическое сопротивление системы материалов верха и низа обуви, поверхностная плотность электрических зарядов системы материалов верха и низа обуви), показатели, обеспечивающие оптимальный воздухо- и парообмен стопы с окружающей средой (воздухо- и паропроникаемость пакета деталей верха); показатели, обеспечивающие теплозащитные свойства обуви (суммарное тепловое сопротивление обуви).

Эстетические показатели характеризуют внешний вид обуви – информационную выразительность, целостность композиции и степень совершенствования ее производственного изготовления. Для спортивной обуви определяют (в баллах) соответствие силуэта обуви современным эстетическим требованиям с учетом направления моды, внешний и внутренний вид обуви.

2.2 Эксплуатационные требования к отдельным видам спортивной обуви Исходя из общих эксплуатационных требований, необходимо определить специфичные требования к спортивной обуви отдельных групп и видов.

Эти требования целесообразно разрабатывать на основе классификации спортивной обуви, которая нормируется ГОСТ 25189-82 «Обувь спортивная. Классификация». В данном стандарте обувь группируется по половозрастному признаку, назначению, виду, материалам верха и подошв, методам крепления низа.

Основным признаком, определяющим эксплуатационные требования к спортивной обуви, является ее назначение, что и положено в основу классификации спортивной обуви.

2.2.1 Обувь лыжная Общие требования. Техника бега на лыжах сложна и многообразна. Ее основными элементами являются мощный толчок и продолжительное скольжение. Стопа в момент толчка опирается только на переднюю часть. При движении спортсмена плюснефаланговое сочленение подвергается многократному изгибу. В связи с этим одним из основных требований к лыжной обуви является создание большой гибкости в пучковой части.

Для повышения управляемости лыжами пяточная часть обуви должна плотно фиксировать стопу, а геленочная обладать высокой стойкостью и жесткостью. Энергозатраты лыжника можно уменьшить за счет максимально возможного снижения массы. Фрикционные свойства лыжной обуви должны обеспечивать надежное скрепление с накладкой на опорной поверхности лыж и предотвращать налипание снега на подошву.

Ботинки с лыжными креплениями могут быть соединены в пяточной части различными способами (с помощью металлической скобы, сквозное крепление штырями и т.д.). Но во всех случаях к носочной части подошвы предъявляются жесткие требования в отношении точности конфигурации контура с учетом конструкции лыжных креплений.

Лыжная обувь должна обладать достаточными теплозащитными свойствами, особенно в условиях Севера, Сибири и Дальнего Востока. Зачастую условия гонки на лыжах резко изменяются (то оттепель с мокрым снегом, то мороз), поэтому она должна обладать высокими влагозащитными свойствами.

Для лыжной обуви важна ее формоустойчивость при длительной и интенсивной эксплуатации.

Износостойкость подошвы, надежность креплений и соединения обуви с лыжами не только определяют сроки ее эксплуатации, а иногда влияют и на уровень спортивных достижений.

При проектировании лыжной обуви большое значение имеет, для каких видов она предназначена: ботинки для катания на лыжах, полуботинки для скоростного бега на лыжах, ботинки для прыжков с трамплина, горнолыжные ботинки.

2.2.2 Ботинки для катания на лыжах Такая обувь предназначена для спорсменов-любителей (ГОСТ 7472- «Обувь лыжная»). Она представляет собой ботинки или полуботинки с верхом из кожи толщиной 1,52,0 мм с кожаными подошвами и внутренними подметками, накладным рантом и резиновыми накладками, предохраняющими подошву от воздействия влаги, с утепленной вкладной стелькой из полушерстяной байки и простилкой в носочно-пучковой части из сукна или войлока (теплозащитные свойства).

Метод крепления доппельно-гвоздевой или клеевой с применением формованных подошв из специальных резин. Освоена технология производства лыжной обуви клеевого и литьевого методов крепления с использованием новых материалов и клеев. Такая обувь отличается значительной гибкостью в пучковой и высокой прочностью в геленочной частях. Она характеризуется точным соответствием контура носочно-пучковой части подошвы скобами и штырями лыжных креплений, что способствует их правильной установке, предохраняет грузовую площадку лыж от раскалывания и обеспечивает плотное держание носочной части обуви лыжными креплениями.

2.2.3 Полуботинки для скоростного бега на лыжах V = 5,5 6,5 м /с. Основная фаза шага – мощный толчок, длина шага – 3,2 3,5 м.

Эксплуатационные требования: максимальное снижение массы, точное соответствие носочной части лыжному креплению, надежность управления лыжами, высокая формоустойчивость, защита стопы от действия снега и влаги.

Например. Снижение массы достигают при проектировании построением конфигурации облегченного полуботинка, проходящего под лодыжками (который, однако, хорошо защищает тыльную поверхность стопы и ахиллово сухожилие), а также применением облегченных кож для верха, обладающих одновременно хорошей водостойкостью и обеспечивающих высокую формоустойчивость. По линии верхнего канта проектируют мягкий амортизатор для смягчения давления канта и плотного прилегания верха обуви к ноге.

2.3 Обувь для активного отдыха Общие требования. Интерес к занятиям массовыми видами спорта и активному отдыху в последнее время достаточно высок. Специальная обувь для активного отдыха должна обеспечивать оптимальный гигиенический режим и возможность активных движений стопы.

В зависимости от условий эксплуатации и функциональных требований различают обувь для летнего и зимнего активного отдыха.

К обуви для летнего активного отдыха предъявляются следующие требования; минимальная масса, хорошие амортизационные свойства низа, защита стопы от действия влаги.

Движения при летнем активном отдыхе разнообразны: ходьба, бег по пересеченной местности и интенсивные спортивные игры (бадминтон, игры с волейбольным мячом и т.п.).

2.3.1 Обувь для зимнего активного отдыха Она предназначена для эксплуатации преимущественно в зимний период. Ее носят во время легких зимних туристических маршрутов и после катания на лыжах.

Обувь для зимнего активного отдыха состоит из внутренней и наружной частей. Внутреннюю обувь выполняют из поролона или меха в виде чулка, который вынимают для просушивания и проветривания. Наружную обувь изготавливают из водостойкой ткани, например, пиллакс, в верхней части по линии канта предусмотрена резинка или затягивающийся шнур, которые предохраняют стопу от попадания снега и влаги, подошва формованная, чашеобразная. Такая подошва придает обуви современный вид, а ее фрикционные свойства позволяют передвигаться по снегу. Обувь легка, комфортна и удобна в носке.

Очень важны эстетические показатели обуви для активного отдыха. На отдыхе человек всегда хочет выглядеть современно и элегантно. Поэтому при конструировании данной обуви наряду с функциональными требованиями следует учитывать перспективное направление моды на одежду и обувь.

Обувь для активного отдыха можно изготовлять как на колодках для спортивной, так и на колодках для бытовой обуви, что позволяет расширить ассортимент и разнообразить ее эстетическое оформление.

2.3.2 Обувь кроссовая Кросс – это бег по пересеченной местности. Следует отметить, однако, что вследствие возросшей в последнее время популярности кроссовой обуви условия ее эксплуатации во многом изменились. Спортсмены применяют такую обувь для занятий по общефизической подготовке, легкой разминки и очень часто на отдыхе от основных более активных спортивных занятий. Любители спорта широко эксплуатируют кроссовую обувь во время оздоровительного бега, активного отдыха и прогулок.

Следовательно, эксплуатационные требования к кроссовой обуви определяются сравнительно небольшими длительными нагрузками. Эта обувь должна быть прочной (предел прочности материалов низа при растяжении не менее 11 14 МПа), гибкой и иметь минимальную массу. Особое значение имеет подбор материалов низа, Обладающих высокой износостойкостью и высокими амортизационными свойствами (пористые полиуретановые композиции, ТЭПы, окрашенные в массе, а также облегченные резины, совмещенные с пластиками, гранулированный пластикат на основе ПВХ).

Верхний кант кроссовой обуви имеет сложную конфигурацию, высота берцев сзади увеличена (для защиты ахиллова сухожилия), сбоку они проходят под лодыжками и полностью закрывают тыльную часть стопы. Для предотвращения сдавливания стопы обязательно применение мягкой окантовки с амортизирующей прокладкой по канту. Формоустойчивость обуви улучшается за счет применения промежуточных деталей задников и подносков.

Наиболее рациональны конструкции кроссовой обуви литьевого метода крепления внутреннего способа формования. Подошва – чашеобразная с приливами в носочной и пяточной частях.

2.4 Обувь для игровых видов спорта (футбол, регби, ручной мяч, хоккей на траве, баскетбол, волейбол) Двигательная деятельность спортсмена - футболиста весьма разнообразна. Она включает в себя бег с резким изменением скорости, неожиданными остановками и поворотами, ходьбу, прыжки, падения, удары по мячу различными участками стопы. По физиологическому характеру нагрузки работу стопы во время футбольного матча можно характеризовать как преимущественно динамическую ациклическую переменной интенсивности.

Эксплуатационные требования к футбольной обуви во многом определяются сложной биомеханикой стопы футболиста. Одним из основных приемов техники игры в футбол является удар ногой по мячу. Биомеханический анализ показал, что сила удара ногой по мячу может достигать 5,7 5,8 кН. Энергетические затраты футболиста во время игры очень велики, поэтому обувь для футбола должна иметь минимальную массу, быть эластичной, хорошо облегать стопу и не ограничивать ее движений во время игры.

Стопа футболиста подвергается большим ударным нагрузкам, поэтому устанавливают мягкие защитные прокладки под язычок, смягчающие нагрузки от ударов по мячу подъемом стопы. В завышенной пяточной части берцев также имеется амортизирующая прокладка по линии верхнего канта, которая защищает ахиллово сухожилие от ударов.

Подошва должна быть гибкой, достаточно легкой, обеспечивать надежное держание шипов и в то же время не допускать их давления на стопу. По ГОСТ 7458-78 «Обувь для игры в футбол. ТУ» рекомендуется применение кожаной подошвы. Однако лучшими свойствами обладает подошва из пластиката на основе ПВХ (УКРНИИКП).

Характерным элементом игры в футбол является интенсивный бег. Для предотвращения проскальзывания стопы при беге в обуви для футбола обязательны шипы, располагаемые в пучковой и пяточной частях. Допускается изготовление обуви с жестко прикрепленными шипами (несменными). Однако их применение значительно ухудшает эксплуатационные свойства обуви для футбола. Известно, что футбольные игры проводятся в любую погоду, и, поскольку для влажного грунта требуются другие шипы (не такие, как для сухого), возникает необходимость использовать разную обувь для игры в сухую и дождливую погоду.

Важным свойством обуви для футбола является ее формоустойчивость в условиях интенсивной эксплуатации. Требования к материалам: после формования он должен обладать мягкостью, минимальным остаточным удлинением и гидрофобными свойствами.

Одним из главных отличий регби от футбола является преобладание силовых приемов в борьбе за мяч, вследствие чего обувь испытывает большие нагрузки.

Обувь для ручного мяча (гандбол) В действиях спортсменов при игре в ручной мяч сочетаются приемы защиты и нападения, движения для остановки соперниками перехвата мяча, а также движения-броски по воротам и передачи мяча партнерам.

Обувь для хоккея на траве Хоккей на траве отличается своеобразием спортивных движений, связанных с применением клюшки и небольшого, но тяжелого мяча. Особые требования предъявляют к защитным свойствам обуви в носочной части и части, закрывающей тыльную поверхность стопы.

Обувь для баскетбола От спортивной обуви для баскетбола требуются высокая надежность, хорошие амортизационные и фрикционные свойства.

ОСНОВЫ СТАНДАРТИЗАЦИИ КОЛОДОК ДЛЯ СПОРТИВНОЙ

Колодка представляет собой технологическую оснастку, с помощью которой производятся основные операции формования и сборки обуви, она определяет размеры и профили внутренней формы обуви. Внутренняя форма обуви, ее параметры являются основным критерием впорности – один из главных качественных показателей обуви. Особенно важен этот показатель для спортивной обуви, которая эксплуатируется в трудных и специальных условиях.

Действительно, если бытовая обувь, предназначенная в основном для ходьбы, испытывает до 60 70 изгибов в минуту, то легкоатлетическая для бега на короткие дистанции за этот же промежуток времени – в 10 15 раз больше.

Кроме того, в отдельных частях обуви возникают концентрированные напряжения, особенно там, где спортивная обувь связана со спортивным снаряжением. Так, носочная часть лыжной обуви является связующим звеном с лыжными креплениями и лыжами, поэтому в области пальцев плюснефаланговых сочленений возникают дополнительные напряжения, которые необходимо учитывать при проектировании колодок.

Существенность отличий параметров и формы колодок для спортивной обуви от подобных параметров, колодок для обуви бытового назначения определяется также требованиями к рациональному соотношению между размерными признаками стопы и параметрами внутренней формы обуви, характерными для отдельных видов спорта.

Таким образом, основой стандартизации колодок для спортивной обуви являются следующие принципы:

- обособленное от колодок для бытовой обуви распределение по половозрастным группам;

- определение параметров колодок на основе результатов антропометрических исследований стоп спортсменов с учетом биомеханических факторов;

- существенное различие параметров колодок в пределах одной половозрастной группы, обусловленное особенностями морфологии стоп спортсменов и рациональным соотношением размерных признаков стопы и внутренней формы обуви для отдельных видов спорта;

- отличный от бытовой обуви принцип классификации колодок, предусматривающий в качестве главного признака назначение колодок для тех видов спорта, для которых предназначена обувь.

3.1 Проектирование колодок для спортивной обуви Специфику проектирования колодок для спортивной обуви определяют следующие факторы:

1) особенности морфологии стоп, характерные для отдельных групп спортсменов, а так же различия в типологии стоп спортсменов и не спортсменов;

2) особенности биомеханики стоп спортсменов в отдельных видах спорта и требования, предъявляемые в связи с этим к некоторым параметрам колодок (высоте приподнятости пяточной части, параметрам линии следа и т.д.);

3) характерные для обуви, применяемой в определенных видах спорта, значительные различия в нагрузках, длительности их воздействия и распределения по поверхности стопы, а также вытекающие из этого различия в соотношениях размерных признаков стопы и параметров внутренней формы обуви;

4) некоторые специальные требования спортсменов к внутренней форме и соотношениям ее параметров и размерных признаков стопы.

Действительно, при проектировании колодок для бытовой обуви на основании научно-обоснованных расчетов строят только пяточно-геленочную часть колодки, а форму ее носочной части определяет художник-модельер, исходя в основном из требований моды и эстетики. При проектировании же колодок для спортивной обуви функциональное соответствие ее размеров и формы размерным признакам и форм стоп спортсменов с учетом особенностей биомеханики и морфологии является основным требованием, определяющим сущность проектирования всех частей колодок, включая и носочную.

Эстетические требования, конечно, следует учитывать и при проектировании колодок для спортивной обуви, но ни в коем случае не в ущерб функциональности всех ее частей, т.е. здесь необходимо найти наиболее оптимальное сочетание требований.

ГОСТ 3927-88 «Колодки обувные» и методика проектирования бытовой обуви для такого важного параметра, как длина следа Дсл., устанавливают только минимальный предел, т.е. Д сл.= Д +Р (где Д – длина стопы данного размера обуви; Р – минимальный припуск по длине стопы). Верхний предел длины колодок для бытовой обуви не ограничен и по существу диктуется модой. При проектировании колодок для спортивной обуви на основании функциональных требований к данному виду колодок и особенностей биомеханики стопы можно расчетным путем определить и нормировать полную длин следа колодки. Более точному, чем для колодок для бытовой обуви, расчету поддаются и другие параметры следа колодок для спортивной обуви.

3.2 Особенности формы и размеров колодок для различных видов спортивной обуви Применяемые при изготовлении спортивной обуви колодки отличаются большим разнообразием форм и размеров, полнот. Причиной многообразия является необходимость изготовления обуви, внутренняя форма и размеры которой отвечали бы комплексу требований спортсменов: целевому назначению обуви, условиям эксплуатации, особенностям спортивных приемов и движений, анатомо-физиологическим и антропометрическим особенностям стоп, необходимости увязки обуви с видами спортивного инвентаря и др.

Основное направление пи разработке формы и размеров колодок обеспечить удобство при эксплуатации и плотный обхват стопы в пределах допустимого сжатия. Поэтому форма и размеры большинства колодок для спортивной обуви максимально приближены к форме и размерам стопы.

Ширину следа колодки в пучках и пятке, как правило, проектируют меньшей, чем в аналогичных колодках для бытовой обуви, но с сохранением периметра объема, предусмотренного стандартом для колодок данного размера и полноты. Большое внимание при построении колодок уделяют отработке формы геленочной части. Ширину стельки на этом участке предусматривают предельно узкой, а боковую поверхность колодки с внутренней стороны вогнутой для плотного облегания заготовкой верха стопы в геленочной части.

Отличительной особенностью построения колодок для некоторых видов обуви является необходимость уменьшения полноты до возможного предела.

Так, обувь для футболистов, конькобежцев и велосипедистов часто изготавливают на колодках пятой и даже четвертой полноты для более плотного обхвата стопы.

Наряду с этим изготавливают обувь очень больших размеров и полнот, что во многом зависит как от специфики видов спорта, так и от особенностей стоп спортсменов. Так, баскетболисты, отличающиеся высоким ростом, имеют и большие размеры стоп, что вызывает необходимость изучения особенностей их строения и размеров для рационального построения колодок. Учитывая эти особенности, при разработке конструкции баскетбольной обуви за средний размер принимают № 48.

Обувь для альпинистов изготавливают на колодках 9 12 полноты, предусматривая в конструкциях применение внутренних утеплителей (вкладных стелек, прокладок из фетра, войлока, мха и др. лат.) и учитывая необходимость использованных войлочных, меховых носков, а также портянок.

Форма носочной части колодок большинства видов спортивной обуви предусматривает необходимость максимального (в разумно допускаемых пределах) сжатия пальцев. Такая несколько зауженная носочная часть создает удобство при выполнении движений и особенно сказывается при финальных усилиях спортсмена, когда требуется максимальная собранность и отдача (прыжок в баскетболе, финальный толчок при беге и прыжок, удар по мячу в футболе).

Исключение составляют колодки для некоторых видов обуви, например, альпинистской, штангистской, лыжной, стрелковой, у которых форма носочной части предусматривается достаточно свободной и широкой. Широкая и полная форма носочной части альпинистской обуви обеспечивает возможность применения дополнительных утеплителей, устойчивость при длительных переходах с тяжелым грузом до 30 кг по скалам, льду и пр., предохранение пальцев стопы от возможного отморожения, при длительном стоянии в условиях низкой температуры (форма носочной части должна обеспечить возможность шевелить пальцами). Зазор между пальцами и носочной частью зашнурованного ботинка (около 8 мм) предназначен для того, чтобы во время спуска пальцы не упирались в носочную часть обуви.

Широкая носочная часть обуви для штангистов обеспечивает устойчивое положение спортсмена при выполнении упражнений. Форму носочной части колодки для лыжно-беговой обуви разрабатывают с учетом конструкции лыжного крепления и ширины грузовой площадки лыжи. Обувь для спортсменовстрелков, стреляющих из положения «с колена», должна иметь форму носочной части с широким торцом, позволяющим использовать его как упор при выполнении упражнения.

Построение формы пяточной части обуви является исключительно ответственным. Она во всех видах без исключения должна обеспечивать плотный обхват стопы в пределах допустимого сжатия. При построении колодок для некоторых видов зимней обуви (для конькобежцев, прыгунов с трамплина, слаломистов) пяточный контур колодки строят с небольшим уклоном вперед, повторяя форму рабочего положения стопы при выполнении движений.

Значительная часть применяемых при изготовлении спортивной обуви колодок разработана с учетом изготовления обуви без каблука или на низком каблуке. Максимальная высота каблука (35 мм) предусмотрена в обуви для фигурного катания. Наряду с этим обувь для спортсменов-легкоатлетов и велосипедистов, не имеющая каблука. Изготавливается на колодках с высотой каблука до 40 мм, что объясняется особенностями бесспорного положения стопы при беге, прыжках, педалировании.

Следует отметить, что в обуви для фигурного катания и штангистов высота каблука является одним из решающих факторов, во многом влияющим на степень правильности выполнения упражнений. Это объясняется тем, что высота каблука регулирует положение общего центра тяжести спортсмена. А при фигурном катании и подъеме штанги, как известно, необходимо строго следить за положением тела, равновесием, устойчивостью и т.п., что во многом зависит от высоты каблука в обуви.

Поэтому не удивительно, что особо жесткие требования к рациональной высоте каблука предъявляют фигуристы, выступающие в парном катании. Рациональная высота каблука обуви у штангистов способствует правильности выполнения упражнений, сохранения равновесия, фиксации поднятого веса.

Характерно, что в настоящее время отдельные штангисты используют обувь с различной высотой каблука для выполнения разных движений.

Наиболее изучены требования к параметрам и форме колодок для кроссовой обуви. Нагрузки на стопу в такой обуви неспецифичны и не создают концентраций напряжений. Время эксплуатации кроссовой обуви, предназначенной для бега по пересеченной местности, но используемой обычно спортсменами для общей физической полготовки, тренировок и разминок, мало отличается от времени эксплуатации бытовой обуви.

Рекомендуемая высота приподнятости пяточной части колодок для кроссовой мужской обуви – 15 мм, женской и мальчиковой – 12 мм. Соотношение между обхватами стопы и колодки в плюснефаланговом сочленении должны быть ~ 1, необходимое бандажирование стопы обеспечивается плотным ее обхватом в области плюсны, желательна также супинация внутреннего продольного свода. При построении контуров поперечно вертикальных сечений пяточной части следует предусмотреть плотное облегание. Задний контур пяточной части продольно-вертикального осевого сечения строят в соответствии с контуром среднетипичной стопы вниз от наиболее выпуклой точки пятки и отодвигают назад в верхней части, для того чтобы избежать лишнего давления на ахиллово сухожилие.

Параметры и форма колодок для игровых видов спорта (за исключением футбола и хоккея на траве) и спортивного ориентирования находятся в стадии разработки, однако анализ требований к внутренней форме обуви этих видов показывает, что они близки к колодкам для кроссовой обуви.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАЗРАБОТКИ ЧЕРТЕЖА СТЕЛЬКИ И

ОСНОВНЫХ СЕЧЕНИЙ ОПЫТНОЙ МОДЕЛИ КОЛОДКИ

Разработка технического задания и чертежа на изготовление первой опытной модели колодки для спортивной обуви включает определение исходных параметров: длины следа, ширины следа в пучках, ширины следа в пятке, обхватов в пучках и прямого подъема, высоты приподнятости пяточной и носочной частей колодок. Кроме того, д/б разработаны контуры развертки следа колодки-стельки, продольно-вертикального осевого сечения и поперечновертикального сечения в наиболее широкой части пятки.

Исходные параметры колодок для большинства видов спортивной обуви, на которые имеются утвержденные эталоны, определяются по ГОСТ 23724-85.

4.1 Конструирование развертки следа колодки При построении контура развертки следа колодки используют исходные параметры следа и коэффициенты пропорционального соотношения размерных признаков по длине и ширине, полученные на основе обобщенной плантограммы среднетипичной стопы.

4.2 Конструирование продольно-вертикального сечения Для построения рационального профиля продольно-вертикального сечения колодки (рисунок 4.1) для спортивной обуви следует определить его основные параметры: высоту приподнятости пяточной части, высоту приподнятости носочной части, координаты характерных габаритных точек положения опорной плоскости в пучковой части.

Рисунок 4.1 – Проектирование продольно-вертикального сечения колодки Рациональная высота приподнятости пяточной части колодки для данного вида обуви определяется исходя из биомеханических предпосылок создания наиболее оптимальных условий для стопы во время выполнения спортивных движений.

С учетом данных биомеханических исследований стоп спортсменов определены значения рациональной высоты B n приподнятости пяточной части для основных видов колодок для спортивной обуви. При определении высоты B n приподнятости носочной части колодок учитывали тип переката стопы при движении и условия обеспечения оптимальной связи со спортивным снаряжением (лыжами, коньками). (Для фигурного катания на коньках мужских 40-9, женских 40-7; борцовская мужская 0-8).

Величину выпуклости в пяточной части и прогиба в точке свода определяют исходя из условий оптимального распределения давления, увязывая ее с продольно-вертикальным сечением условной среднетипичной стопы спортсмена.

По принятому для колодок для бытовой обуви правилу определяют высоту пяточной части колодок (N = 270 м – В п.п. = 74 мм). Для спортивной обуви зимних видов спорта высота пяточной части колодки увеличивается до 80 мм, в колодках для обуви с высокими берцами (фигурное катание) – до 90 мм.

4.3 Конструирование поперечно-вертикального сечения пяточной части колодок Форма поперечно-вертикального сечения значительно отличается от формы сечения среднетипичной стопы, т.к. для обеспечения плотного удержания обуви на стопе (что особенно важно при выполнении спортивных движений) д/б предусмотрено оптимальное сдавливание стопы в пяточной части.

По данным некоторых исследователей, уменьшение ширины колодки в наиболее широком месте пяточной част, обеспечивающее допустимое сдавливание мягких тканей пятки стопы кожаной обувью, колеблется от 2,5 до 4,5 мм, причем величина допустимого сдавливания зависит от свойств пакета материалов, сдавливающих стопу. Поэтому при проектировании колодок для спортивной обуви с жесткими материалами в пяточной части (например, лыжной и туристической) обжатие пяточной части составляет 22,5 мм. При построении колодок для долее эластичной обуви (без жесткого задника), где нужно более плотное обжатие обовью пяточной части стопы (например, для легкоатлетической обуви для бега или футбольной), допустимое максимальное обжатие до 4,04,5 мм с каждой стороны.

Построение сечения в системе координат ХОУ производят относительно оси ОУ, являющейся проекцией продольно-вертикального сечения, и перпендикулярной оси ОХ, проходящей через точки наружного Р н и внутреннего Р в ребер колодки (рисунок 4.2).

Рисунок 4.2 – Проектирование поперечно-вертикального сечения пяточной Положение по высоте габаритных точек Г в, Г н на внутренней и наружной сторонах поверхности сечения определяют по соответствующему сечению условной среднетипичной стопы спортсмена с учетом указанных параметров обжатия.

Величину прогиба в пяточной части П в (Об) определяют из условий обеспечения оптимального распределения нагрузки по опорной поверхности стопы. Для колодок для спортивной обуви, при движении в которой на стопу воздействуют наибольшие нагрузки, прогиб должен быть максимальным – до 56 мм. В колодках для лыжной и туристической обуви, где нагрузки распределяются более равномерно, прогиб меньше – 3,54,0 мм.

Высоту сечения находят по продольно-вертикальному осевому сечению.

Ширину верхней площадки колодки для спортивной обуви определяют в зависимости от биомеханики движений и жесткости пакета материалов в пяточной части. Для туристических и лыжных ботинок ширина площадки колодки увеличена до 2832 мм (до номера 270). В колодках для обуви с облегченной пяточной частью, где необходимо более плотное обжатие стопы, ширина площадки уменьшается до 20 мм.

Необходимо отдельно остановиться на особенностях конструирования пяточной части колодки обуви для фигурного катания на коньках для мастеров спорта. Требования к внутренней форме этой обуви предусматривают необходимость жесткой фиксации голеностопного сустава (для обеспечения безопасности при прыжках). В связи с этим в форме пяточной части колодок должна быть отражена форма среднетипичных лодыжек стоп спортсмена. Естественно, что высота пяточной части колодки повышается до уровня лодыжек (рисунок 4.3, 4.4).

Рисунок 4.3 – Поперечно-вертикальное Рисунок 4.4 – Горизонтальное сесечение пяточной части колодки обуви чение колодки обуви для

РАЗРАБОТКА ТИПОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ ВЕРХА СПОРТИВНОЙ

5.1 Особенности проектирования верха спортивной обуви Специфика работы стопы при занятиях различными видами спорта вызывает необходимость создания конструкций обуви различного целевого назначения. Разработка конструкций спортивной обуви, отвечающей комплексу требований спортсменов и любителей спорта, является более сложной задачей, чем разработка конструкций обуви бытового назначения. Приступая к проектированию, необходимо определить основные направления работы.

Поиск ведется в двух аспектах: функциональном и конструктивном.

Цель функционального анализа – обеспечить соответствие свойств обуви ее назначению в данном виде спорта.

При конструктивном анализе должны быть найдены конструктивные решения как формы отдельных деталей обуви, так и общие формы, учитывающие особые требования, определяемые условиями эксплуатации обуви при занятиях конкретными видами спорта.

В сложном процессе проектирования спортивной обуви участвуют художники-модельеры и конструкторы, хорошо знающие специфику требований к различным видам спортивной обуви: обеспечение комфортности стопы (оптимальный гигиенический режим) и соответствие физико-механических свойств обуви условиям спортивной деятельности.

Решение этих задач требует изучения данных антропометрических, биомеханических и социальных обследований спортивных коллективов, проводимых с целью выявления специфики требований к данному виду спортивной обуви; анализа отечественной и зарубежной информации (технических характеристик, социологических исследований, тенденций конструирования и художественного оформления новых видов спортивной обуви и т.д.).

На разных стадиях проектирования спортивной обуви художникмодельер и конструктор должны работать в тесном контакте с технологами и экономистами, тренерами и спортсменами, чтобы спроектировать модель, в наибольшей степени соответствующую функциональным требованиям к данному виду спортивной обуви.

Конструкции верха спортивной обуви весьма своеобразны. Для занятий в залах и на открытых площадках летом заготовки верха обуви разрабатывают преимущественно без подкладки или с подкладкой под задник и подносок.

Конструкцию верха зимней спортивной обуви разрабатывают с учетом применения толстых плотных и водостойких кож. Для улучшения их водостойкости и теплозащитных свойств предусматривают подкладку из кожи под все наружные детали или с целью уменьшения массы обуви – лишь для задника и подноска.

Наиболее распространенными конструкциями верха являются: ботинки и полуботинки с надстрочными берцами; ботинки и полуботинки с цельными берцами и накладками, накладными передними ремнями, переходящими в надблочники; ботинки и туфли с союзками, имеющими полукруглые вырезы в носочной части, переходящие в передние линии берцев (приложение А, рисунок А 2).

Заготовки верха обуви проектируют различной высоты, зависящей от необходимой степени обхвата (фиксации) стопы и голени.

Одна из особенностей конструкции спортивной обуви – большое расстояние между передними линиями берцев; в конструкциях обуви с настрочными берцами – значительное смещение передних линий берцев к носочной части; во всех конструкциях – размещение блочек и крючков возможно ближе к носочной части. При подобном построении моделей обеспечивается более глубокое и плотное шнурование, способствующее лучшему регулированию плотности облегания стопы верхом обуви. В некоторых конструкциях заготовок для лучшего облегания стопы применяется резинка. Так, в гимнастических туфлях резинку располагают по всей подъемной части стопы.

Характерным является минимизация количества деталей в спортивной обуви, что улучшает гибкость, повышает прочность, благодаря уменьшению количества швов и создает удобство при эксплуатации ввиду меньшего количества утолщений.

Отличительной особенностью конструкции верха является наличие всевозможных клапанов, чересподъемных ремней, усилителей защитных щитков накладок, прокладок и амортизаторов.

Глухие и полуглухие клапаны в зимних видах спортивной обуви препятствуют проникновению влаги внутрь обуви и улучшают ее теплозащитные свойства. Клапаны изготовляют из мягких и эластичных участков кожи.

Накладные чересподъемные ремни служат для лучшей фиксации стопы в области плюсны и подъема и предохраняют суставы стопы от перегрузок в момент наибольших напряжений (например, в обуви для прыгунов с трамплина, тяжелоатлетов, метателей копья). ЧПР изготавливают из толстых и плотных участков кожи.

Усилители способствуют сохранению формоустойчивости и более плотному облеганию стопы заготовкой (рисунок 5.1). Располагают их преимущественно в геленочно-подъемной части стопы. При этом они создают своеобразное эстетическое оформление, присущее только спортивной обуви. Усилители изготовляют из плотных участков кожи или специальной тесьмы.

Защитные щитки и накладки располагают над наиболее чувствительными участками стопы с целью ее предохранения от ударных внешних нагрузок, возможных при занятиях отдельными видами спорта. Наиболее часто встречаются накладки в области внутренней и наружной лодыжек, внутреннего и наружного пучков.

Рисунок 5.1 – Наружные боковые усилители спортивной обуви Жесткие щитки применяют в ботинках для игроков и вратарей при игре в хоккей с шайбой, причем у игроков эти щитки предохраняют лодыжки и ахиллово сухожилие, а у вратарей – всю стопу.

Прокладки в зависимости от назначения бывают мягкие и жесткие. Мягкие амортизаторы располагают по линии верхнего канта и под язычком обуви с целью более плотного облегания стопы и в некоторой степени защиты ее от внешних воздействий. Кроме того, мягкие амортизаторы под язычок защищают тыльную часть стопы от болезненных ощущений, возникающих при тугом шнуровании.

Жесткие прокладки применяют в хоккейной обуви (для защиты от ударов) и в обуви для фигурного катания (для повышения устойчивости голеностопного сустава). Мягкие прокладки и амортизаторы изготовляют из поролона или пенополиуретана, жесткие прокладки – из металла, кожи и др. материалов.

При изготовлении заготовок применяют специальную особо прочную фурнитуру: крупного размера двойные блочки, упрочненные пряжки и крючки, хольнитены. На фурнитуру для зимней спортивной обуви наносят специальное антикоррозийное покрытие.

Конструирование заготовок верха обуви производится на основе УРК или метода жесткой оболочки. При проектировании УРК вписывают в оси прямоугольных координат, в соответствии с существующей типовой методикой наносят конструированную сетку, ориентируясь на которую строят конструктивную основу верха спортивной обуви, наносят припуски на 3К и швы в соответствии с принятой технологией сборки заготовки и обуви в целом.

5.2 Разработка чертежей конструктивной основы моделей верха на примере мужских ботинок для боксеров Верх мужских ботинок для боксеров (рисунок 5.2) разрабатывают в такой последовательности: наружные детали — цельные берцы, разрезной надблочник (носочная и верхняя части), наружные усилители, задний наружный ремень, язычок; детали подкладки — внутренний карман, подкладка под язычок.

Особенностью проектирования ботинок для боксеров является обеспечение малой массы ботинка, что необходимо для свободного передвижения спортсмена по рингу, удобства и устойчивости. Для уменьшения утомляемости стопы высоту Вб ботинка, которую откладывают по линии, перпендикулярной оси ОХ, проходящей через центр ЛВ внутренней лодыжки, выбирают завышенной — 190 мм (АА1= 190 мм) Для вычерчивания линии пяточного закругления ботинка от точки К откладывают влево 6 мм и получают точку К2. Затем от наиболее выступающей точки 31 пяточного закругления условной развертки боковой поверхности колодки откладывают отрезок 331, равный 4 мм. Точки К2 и Ш соединяют прямой, середина которой (точка Ж) является местом наибольшей вогнутости. На перпендикуляре, восставленном из точки Ж, к прямой К2Ш откладывают ЖЖ1 — 5 мм. Точки Ш, Ж1, К2 и 3 соединяют плавной линией и продолжают ее до пересечения, с линией припуска на затяжку.

Через точку А1 высоты берца под углом 82° к линии высоты АА проводят верхнюю линию берца до пересечения с линией пяточного контура (точка Ш), затем откладывают от точки Ш 110 мм - - ширина ШШ1 берца.

По верхней линии берца откладывают припуск 8 мм, выполняющий при загибке функцию штаферки.

Построение линии припуска на затяжку производят в соответствии с действующими нормативами в зависимости от метода крепления.

Для проектирования переднего выреза ботинка от точки С в сторону носочной части откладывают 4 мм (точка С1). Из центра С1 радиусом 8 мм вычерчивают нижнюю часть выреза. Параллельно линии подъема на расстоянии 20 мм проводят плавную линию верхнего надблочника таким образом, чтобы припуск на строчку, соединяющую надблочник с его носочной частью, равнялся 8 мм. На надблочнике обозначают места расположения блочков (12 шт.).

В геленочной части между базисными линиями II и IV располагают усилители, имеющие припуск для пристрачивания по верхнему краю, равный 8 мм.

При построении заднего наружного ремня (рис.5.2) определяют его длину как сумму длины пяточного контура и припуска, по верхнему краю. В верхней части ремень заужен, его ширина равна 16 мм, в нижней составляет 22 мм. Длина заднего наружного ремня равна 204 мм.

Вычерчивают уширенный язычок с таким расчетом, чтобы он закрывал все блочки. Его ширина по верхнему краю равна 100 мм, а в месте пристрачивания — 5060 мм.

Рисунок 5.2 — Схема построения верха мужского ботинка для боксеров (а)

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ НИЗА

СПОРТИВНОЙ ОБУВИ

6.1 Эксплуатационные требования к деталям низа Конструкция, форма и размеры деталей низа спортивной обуви определяются условиями эксплуатации и испытываемыми при этом нагрузками. Они зависят также от вида, рода, размера обуви и метода крепления низа.

В процессе эксплуатации обуви подошва подвергается динамическому сжатию и изгибу, а между ее поверхностью и опорой возникает трение качения и трение скольжения.

Особенности деформации подошвы спортивной обуви определяются спецификой биомеханики стопы. Так, например, в обуви, предназначенной преимущественно для бега (легкоатлетической, футбольной), частота многократного изгиба возрастает в 2 3 раза, а концентрация давления на отдельных участках – в 8 9 раз. Вследствие этого значительно изменяется характер и увеличивается деформация подошвы.

Площадь действительного контакта подошвы с опорной поверхностью следа в спортивной обуви мала – около 7 % от общей площади следа, а площадь отдельных пятен контакта составляет всего десятые доли квадратного сантиметра, максимальное давление на опорную поверхность в отдельных точках подошвы достигает нескольких килопаскалей.

Важнейшим фактором изнашивания является скорость перемещения подошвы по опорной поверхности: чем больше эта скорость, тем интенсивней износ подошвы. Скорости в спорте велики, отсюда очевидно значение этого фактора для проектирования подошв спортивной обуви.

Наиболее интенсивное изнашивание подошвы обусловлено трением скольжения при давлении по опорной поверхности. Однако в альпинистской обуви, а также туристской снижение коэффициента трения скольжения создает опасность для спортсмена. В других видах, например, в борцовской обуви, это может повлиять на спортивные результаты.

Максимальные напряжения в подошве возникают в носочной и пучковой частях, минимальные – в геленочной. Места наибольшего износа подошвы соответствуют фалангам большого пальца и головкам плюсневых костей стопы, причем скорость истирания данных участков в 3 раза превышает скорость истирания остальных участков подошвы. Постоянно повторяющиеся нагрузки на подошву вызывают усталостный износ, который выражается в изменении первоначальных свойств материалов подошвы и в резком снижении сопротивления многократным деформациям. С повышением давления на отдельные участки подошвы истирание их об опорную поверхность увеличивается.

Коэффициент трения подошв зависит от их материала и характера поверхности, площади контакта и давления. Рифленая поверхность имеет меньшую площадь ходовой поверхности, чем ровная (плоская), что должно затруднять эксплуатацию обуви в связи с увеличением скольжения подошв. Практически доказано, что неровности на опорной поверхности зацепляются краями канавок рифления и в конечном итоге уменьшают скольжение обуви.

Однако профиль рифления должен быть оптимальным, т.к. при неправильном профилировании ходовой поверхности рифление может служить причиной надламывания подошв в процессе эксплуатации (рисунок 6.1).

Исследования прочности подошв с различными рисунками на ходовой поверхности показали, что менее всего устойчивы к износу подошвы с рифлением, перпендикулярным к продольной оси следа, наиболее устойчивы – с зигзагообразным рифлением.

Рисунок 6.1 – Варианты рифления ходовой поверхности некоторых видов Пористые резины являются ценным материалом для таких видов обуви, как кроссовая для активного отдыха и т.п. Подошвы из нее меньше скользят, что связано с деформацией пористого материала при контакте с неровностями опорной поверхности.

При проектировании низа спортивной обуви для видов спорта, где подошва имеет непосредственный контакт с опорой (площадки, игровое поле), следует учитывать особые свойства этих поверхностей. Для обеспечения хорошего сцепления подошвы с опорой важное значение имеют тип и состояние рисунка ходовой поверхности подошвы.

В результате биомеханических исследований работы стопы в сложных условиях эксплуатации спортивной обуви было установлено, что нагрузки на подошву распределяются неравномерно. Коэффициент сцепления, опорные реакции, их векторы на отдельных участках различны.

При проектировании подошвы для отдельных видов спортивной обуви (приложение А) следует учитывать некоторые специфичные требования (рисунок 6.1, 6.2). Так, для обеспечения надежного сцепления подошвы в туристской зимней обуви необходим особый рисунок – зимний (приложение А). Для него характерны элементы протектора различной формы, разделенные более широкими канавками, причем выступы рисунка имеют различную конфигурацию.

Крупные канавки и прорези обеспечивают надежное сцепление подошвы в области контакта. При проектировании рисунка ходовой поверхности подошв для туристской обуви прежде всего необходимо исходить из назначения и условий эксплуатации обуви. Рисунок должен обеспечивать максимальное сопротивление износу, надежное сцепление с поверхностью и практически самоочищаемость от грязи и снега.

У спортивной обуви, эксплуатируемой в залах с твердым покрытием, канавки рифлений должны быть не слишком широкими, а рисунок неглубоким, т.к. это уменьшает площадь контакта с покрытием и ускоряет истирание протектора.

Например, для того чтобы спортсмен не терял равновесие при перемещениях и выполнении игровых приемов, низ обуви баскетболиста должен обеспечить максимальную устойчивость.

Преобладание резких, внезапных остановок в баскетболе диктует необходимость в такой момент надежного сцепления подошвы с опорной поверхностью (площадкой), что можно обеспечить за счет большей площади контакта.

Поэтому наряду с применением материалов, обладающих комплексом физикомеханических свойств, обеспечивающих гибкость зубцов подошвы, площадь активного контакта с опорной поверхностью увеличивают за счет применения мелкого рисунка и рифлений, располагаемых на ходовой поверхности подошвы.

а) монолитная резиновая подошва для горнолыжной обуви;

б) формованная подошва из траспарентной резины для футбольной обуви;

в) профилированная пластмассовая подошва для футбольной обуви 6.2 Методика проектирования формованных монолитных подошв Для спортивной обуви разработаны три конструктивных варианта подошв: плоские, цельные формованные (вместе с каблуком), изготовляемые методом литья низа на обуви.

Контур плоской подошвы строят по контуру следа колодки (стельки) путем прибавлений суммарного припуска П, который включает в себя припуск П в, учитывающий толщину деталей верха и промежуточных деталей, припуск П у, отражающий видимую ширину уреза подошвы, и припуск П ф на обработку (фрезерование) подошвы:

Припуски определяют в пяточной, носочной, пучковой, перейменной частях. Выбор участков связан с различием толщин применяемых деталей и разной шириной выступающего края подошвы. Длина этих участков установлена в долях длины стопы: пяточный — 0 – 0,4Д; перейменный – 0,4 – 0,6 Д;

пучковый – 0,6 – 0,8 Д; носочный 0,8 – 1,0 Д.

Припуски откладывают на перпендикулярах, восстановленных к контуру следа. На участках, где припуск изменяется, места перехода от одной ширины другой соединяют плавной кривой.

Этапы проектирования:

- Создание эскизного проекта обуви и макета формованной подошвы.

- Разработка технической документации на опытную подошву среднего размера.

- Апробация опытной подошвы среднего размера в производственных условиях.

- Разработка технической документации на серию формованных подошв.

В соответствии с изложенной методикой проектирования ниже дается разработка подошвы для лыжной обуви (рисунок 6.3). На рисунке показаны две проекции: вид с ходовой поверхности и вид сбоку.

На проекции подошвы со стороны ходовой поверхности даны основные параметры контура подошвы, показаны расположенные на подметочной и каблучной частях рисунок и форма каблука, отверстия для фиксирующих штырей в носочной части.

При построении контура носочно-пучковой части подошвы учитывались размеры деталей лыжного крепления, что обеспечивает правильную установку и плотное держание носочной части обуви креплением во время эксплуатации обуви.

Рисунок 6.3 – Формованная подошва для лыжной обуви На вертикальной проекции показаны профили подошвы и ее размеры по толщине в носочной части. На расстоянии 10 мм от края подошвы по его верхней поверхности под углом 50 расположен вертикальный ограничительный бортик.

В средней части блоковой поверхности каблука имеется выемка шириной 11 мм, длина которой равна почти всему периметру боковой поверхности каблука. Профиль выемки представляет дугу окружности радиусом 7 мм. Такая выемка предназначена для размещения и фиксации пружины крепления обуви с лыжей.

ЛИТЕРАТУРА

1.Половников, И. И. Проектирование спортивной обуви / И. И. Половников, О. В. Фарниева. – Москва : Легпромбытиздат, 1987.–128 с.

2. Лиокумович, В. Н. Проектирование обуви / В. Н. Лиокумович. – Москва :

Легкая индустрия, 1971. – 312 с.

3. Курчанова, Е. И. Проектирование верха обуви для активного отдыха / Е. И.

Курчанова [и др.]. – Москва : Легпромбытиздат, 1989. – 14 с.

4. Кочеткова, Т. С. Проектирование конструктивных основ верха спортивной обуви / Т. С. Кочеткова, В. М. Ключникова. – Москва : Легпромбытиздат, 1988.

– 30 с.

5. Ключникова, В. М. Практикум по конструированию изделий из кожи :

учебн. пособие для студентов ВУЗов / Т. С. Ключникова [и др.]. – Москва :

Легпромбытиздат, 1985. – 336 с.

6. ГОСТ 2372485. Колодки для спортивной обуви. – Москва : Стандарты, 1986. – 30 с.

7. ГОСТ 392788. Колодки обувные. – Москва : Стандарты, 1989.–30 с.

8. ГОСТ 2325183. Обувь. Термины и определения. – Москва : Стандарты, 1984. – 17 с.

9. Гладышева, А. А. Анатомия человека : учебник для техникумов физической культуры / А. А. Гладышева. – Москва. : Физкультура и спорт, 1977. – 343 с.

10. Ченцова, К. И. Стопа и рациональная обувь / К. И. Ченцова. – Москва :

Легкая индустрия, 1974. – 216 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ

а) обувь для сноуборда; б) для походов среднего и легкого уровней; в) ботинки для альпинизма; г) двойной ботинок для гималайских экспедиций и высотных восхождений; д) приспособление типа «кошка»

а) обувь для борьбы; б) обувь для бокса; в) обувь для штангистов