Блок вычисления навигационного параметра, страница 3

,                                         (4.1)

где  - коэффициент, зависящий от количества точек крепления печатной платы;

 - приведенная масса, кг/м²;

 - толщина печатной платы, м;

 - модуль упругости материала основания печатной платы, Н/м².

Определим коэффициент . Для случая крепления печатной платы в шести точках он вычисляется по формуле

,                                    (4.2)

Приведенную массу можно вычислить следующим образом

,                                                 (4.3)

где  - суммарная масса навесных элементов печатного узла, кг

                     кг

Масса печатной платы  определяется из уравнения:

кг,        (4.4)

где  - плотность материала основания, кг/м³.

Найденные данные подставим в формулу (4.3) и получаем результат:

кг/м².

По формуле (4.1) определим собственную частоту колебаний:

Гц.

Из выражения (3.5) рассчитываем коэффициент расстройки :

,

затем проверяем выполнение условия:

                            ,                                              (4.6)

                                         .

Условие не выполняется, следовательно, печатный узел не работает в резонансной области.

3.2 Расчет на жесткость

При расчете на жесткость и прочность печатный узел заменяем математической моделью в виде упругой балки по короткой стороне, что соответствует воздействию на элемент конструкции наибольших перегрузок и предъявлению более жестких требований по допускаемой амплитуде смещения, т.е. худшему случаю действия вибрации.

Определяем амплитуду смещения платы на собственной частоте колебаний из выражения:

м                            (4.8)

Вычислим показатель затухания для фольгированного стеклотекстолита, приняв из табл. 4.1 источника [1] логарифмический декремент колебаний :

             .                                                  (4.9)

Тогда коэффициент передачи  будет равен

         (4.10)

Амплитуда смещения платы на максимальной частоте вибрации составит

м.                      (4.11)

Считая печатную плату балкой по короткой стороне, выберем расчетную модель по табл. 4.6 [1]. Нашему способу крепления печатной платы соответствует случай 4 в таблице (рис. 5). Вычислим допускаемые напряжения в опасном сечении из условия статической прочности, приняв  коэффициент запаса :

МПа.                                        (4.12)

Вычислим допускаемый прогиб платы, приняв по табл. 4.6 [1] коэффициент :

м.      (4.13)

Требуемая для безотказной работы печатного узла жесткость будет обеспечена при выполнении условия

,                                                    (4.14)

где  - расчетный прогиб платы в динамическом режиме  или при статическом нагружении .

Проверяем выполнение неравенства (4.14):

Неравенство выполняется. Из условия динамической прочности, приняв ,  и , вычислим допускаемые напряжения:

МПа.                             (4.15)

Определяем допускаемый прогиб платы:

м

И проверяем выполнение неравенства (4.14)

Условие жесткости выполняется.

5 Расчет тепловой характеристики блока

Исходные данные:

Блок изготовлен в форме прямоугольного параллепипеда. Габариты блока: длина L₁=245мм, ширина L₂=170мм, высота L₃=70мм. Плата расположена горизонтально. Расстояние от верхней стенки кожуха до нагретой зоны h₁=35мм, от нижней стенки – 35мм. Высота нагретой зоны h₃=70мм, толщина стенок кожуха L₄=2мм. Все внутренние и наружные поверхности блока окрашены черной глифталевой эмалью, степень черноты которой =0,92. Температура окружающей среды t_s=20⁰C. Мощность, потребляемая блоком от сети Р=100 Вт.

Предварительно расчетам геометрические размеры блока. Площадь крышки кожуха блока:

 м²

Площадь боковой поверхности блока:

м²

Размеры шасси:

L₁-2L₄=0.245-

Площадь поверхности нагретой зоны в верхней  области:

Площадь поверхности внутренней части кожуха:

  потому что

Площадь поверхности нагретой зоны в нижней области:

Задаемся перегревом кожуха , при этом температура кожуха будет , определяющие температуру .

Найдем коэффициент теплоотдачи с поверхности кожуха:

                    .

Тепловая проводимость кожуха:

        Температура нагретой зоны:

Мощность, рассеиваемая в блоке:

.

При проведении тепловых расчетов определили, что в заданных условиях эксплуатации будет обеспечена работоспособность блока и печатной платы.Охлаждение  платы будет происходить при помощи конвенции через перфорированную крышку прибора.

6Конструкция блока вычисления дальности

Для блока вычисления и  индикации предлагается корпус размером 245x170x70 состоящий из таких деталей: корпус, крышка, панель, задняя крышка. Все стенки корпуса съемные.

Детали корпуса выполнены из стали исходя из условий помехозащищенности для увеличения жесткости конструкции. Обе крышки и панель выполнены из листовой стали толщиной 1 мм. . Задняя крышка имеет вырез прямоугольной формы размером 30х12 для электрического соединителя. На панели имеется стеклянное окошко для индикаторов. В панели под стекло имеется выступ, в который оно укладывается и клеится клеем ВК-9. Все детали корпуса анодируются окисью хрома электрохимическим путем для предотвращения коррозионных процессов. Для охлаждения на корпусе сверху сделана сетка.

Детали корпуса блока соединяются крепежными изделиями. Крепление осуществляется винтами диаметром 2,5 мм с потайной головкой ГОСТ 17474-72.

Печатный узел устанавливается в корпус горизонтально.

Для установки печатной платы в блок предусмотрены стойки .  Печатная плата укладывается на стойки и крепится винтами диаметром 4 мм с цилиндрической головкой (ГОСТ1491-80) и шайбами (ГОСТ 11371-80).

Горизонтальное расположение платы в блоке и съемные крышка обеспечивают высокая ремонтопригодность блока и легкий доступ ко всем элементам печатного узла для проверки основных контрольных точек.

Для защиты от механических повреждений на корпусе предусмотрены четыре ножки, которые крепятся винтами к нижней крышке прибора.

На панели установлен тумблер , кнопки и переключатель.

Предложенная конструкция удовлетворяет всем поставленным требованиям к разрабатываемому устройству.

Заключение

В результате расчета выводов навесного элемента на вибропрочность, статическую прочность мы определили, что навесной элемент будет безотказно работать в течении всего срока эксплуатации изделия, в состав которого он входит, и примененный способ крепления обеспечивает работоспособность радиоэлемента в заданных условиях эксплуатации.

При расчете печатной платы  определяем, что жесткость, требуемая для безотказной работы печатного узла, будет обеспечена и работоспособность данного узла в заданных условиях эксплуатации подтверждается.

Список использованной литературы

1.  Конструирование печатных узлов: Учеб. Пособие/ А.А. Сухобрус, В.А. Ткаченко. – Харьков: Харьк. Авиац. Ин-т, 1990. – 105 с.

2.  Майоров С.А., Крутовских С.А., Смирнов А.А. Электронные вычислительные машины: Справочник по конструированию/Под ред. С.А. Майорова. М.,1975.

ПРИЛОЖЕНИЯ