55

Департамент образования города Москвы Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение города Москвы «Московский колледж управления, гостиничного бизнеса и информационных технологий «Царицыно»

_{Методические указания}

_{для студентов}

_{по курсовому проектированию}

_{по МДК.03.01 Авиационные приборы}

по специальности

200105 Авиационные приборы и комплексы

(базовая подготовка)

Москва

2015

ОДОБРЕНА кафедрой технических дисциплин Протокол № ____ от «__» _________ 20___ г.	СОСТАВЛЕНА на основе Федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования по специальности 200105 Авиационные приборы и комплексы
Заведующий кафедрой __________ В.М.Левченко	Зам. директора по координации учебных программ и проектов ___________ О.В.Фомина

Составитель (автор):

Штыкова С.А., преподаватель спецдисциплин Государственного бюджетного профессионального образовательного учреждения «Московский колледж управления, гостиничного бизнеса и информационных технологий «Царицыно»

Рецензент:

Содержание

Введение ……………………………………………………………………………..… ..4

1. Требования к содержанию пояснительной записки……………………………… .4

2. Правила оформления курсового проекта…………………………………………..10

2.1 Текстовая документация………………………………………………………….…10

2.2 Графическая документация………………………………………………………....14

3 Методики расчетов элементов конструкций приборов………………………….…16

3.1 Расчет барометрического высотомера…………………………………………….16

3.2 Расчет шкалы прибора……………………………………………………………..25

3.3 Расчет капилляра…………………………………………………………………...28

4 Расчет надежности прибора…………………………………………………………30

Приложение 1……………………………………………………………………………32

Приложение 2……………………………………………………………………………35

Приложение 3……………………………………………………………………………46

Литература……………………………………………………………………………….57

Введение

Курсовой проект по дисциплине «Авиационные приборы» выполняется с целью развития у студентов умений и навыков проектирования, проведения расчетов и конструирования приборов и датчиков летательных аппаратов.

По результатам проектирования студенты оформляют текстовую и графическую документацию – пояснительную записку, сборочный чертеж, схему электрическую принципиальную (или схему кинематическую) и чертежи деталей проектируемого изделия.

Пояснительная записка должна иметь объем 20 – 25 страниц машинописного текста. Графическая документация выполняется на 2 листах формата А1.

1. Требования к содержанию пояснительной записки

Пояснительная записка, в общем случае, должна содержать следующие разделы:

• «Введение»;

• «Назначение, принцип действия и конструкция прибора (датчика)»;

• Расчеты чувствительных элементов, характеристик прибора (датчика), шкалы прибора, надежности;

• «Выводы и заключение».

Ниже приводятся рекомендации по содержанию перечисленных разделов пояснительной записки.

РАЗДЕЛ «ВВЕДЕНИЕ».

В этом разделе пояснительной записки студент должен рассмотреть общие вопросы развития авиационных приборов и область применения проектируемого прибора (устройства). Необходимо проанализировать задание на проектирование с точки зрения требуемой точности и надежности прибора (устройства), безопасности и экономичности полета. Раздел «Введение» не нумеруется и должен составлять не более 5% от объема всей пояснительной записки.

РАЗДЕЛ «1. НАЗНАЧЕНИЕ, ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И КОНСТРУКЦИЯ ПРИБОРА (ДАТЧИКА)».

В этом разделе необходимо рассмотреть назначение и область применения проектируемого прибора (датчика), его технические характеристики и условия эксплуатации (подраздел «1.1 Назначение прибора»).

В подразделе «1.2 Конструкция» необходимо дать краткую характеристику основных сборочных единиц, входящих в прибор, описать их размещение в корпусе прибора, выделить элементы, позволяющие производить настройку и регулировку изделия, ссылаясь при этом на позиции сборочного чертежа. В этом подразделе целесообразно также привести данные по габаритам и весу прибора в целом.

В подразделе «1.3 Принцип действия прибора» необходимо пояснить, с помощью какого чувствительного элемента (далее – ЧЭ) воспринимается первичная информация Х, с помощью какого устройства она преобразуется в некоторый сигнал Y₁ другой физической природы, более удобный для дальнейших преобразований, и, наконец, какой сигнал Y получается на выходе прибора и какое устройство отображает этот сигнал.

Для измерения некоторых физических величин существует по нескольку ЧЭ, отличающихся принципами действия. Поэтому выбор ЧЭ связан с выбором физического принципа, на котором основано действие ЧЭ (В название измерительного прибора часто вводят признак, характеризующий физический принцип работы ЧЭ, например: «термоэлектрический термометр», «пьезоэлектрический манометр», «гироскопический датчик угловой скорости» и т.д.)

Каждому физическому принципу свойственна определенная зависимость выходного сигнала Y от измеряемой входной величины Х, а также от некоторых побочных (дестабилизирующих) факторов:

Y = f (x, z₁, z₂….., z_n)

К числу факторов z₁, z₂….., z_n могут относиться температура, давление окружающей среды, параметры режимов питания ЧЭ, линейные и угловые ускорения, магнитные и электрические поля, вибрации и удары и т. п.

При выборе физического принципа работы руководствуются соображениями, чтобы требования ТЗ по точности и надежности были реализованы с наименьшими затратами (наиболее просто) и в минимальных габаритах.

При решении некоторых задач можно встретиться со случаями, когда вовсе отсутствуют ЧЭ, позволяющие осуществить нужное преобразование, или когда применение существующих элементов приводит к слишком грубым или громоздким решениям. В этих случаях можно прибегнуть к методу косвенных измерений, при котором ЧЭ воспринимает не измеряемую величину Х, а некоторую другую величину Х₁, связанную с Х известной функциональной зависимостью:

Х₁ = f₁ (Х) (1.2.1)

Уравнение (1.2.1) является уравнением метода измерения. При этом ЧЭ преобразует величину Х₁ в некоторый сигнал Y₁:

Y₁ = f₂ (X₁) (1.2.2)

Уравнение (1.2.2) является характеристикой ЧЭ.

Примером прибора, основанного на методе косвенных измерений, служит барометрический высотомер, в котором в качестве уравнения метода измерения используется известная функциональная зависимость атмосферного давления р от высоты полета Н.

Далее в этом подразделе необходимо составить структурную схему метода измерения, поясняющую вышеперечисленные преобразования. Структурная схема прибора является отображением его принципиальной схемы и дает представление о видах и порядке физических преобразований, осуществляемых данным прибором в процессе измерения. Каждый вид преобразования условно изображается на структурной схеме отдельным звеном, являющимся элементарным преобразователем физических величин.

При использовании метода косвенных измерений преобразование, отвечающее данному методу, отображается на структурной схеме в виде специального звена. Связи между звеньями могут быть различными: выходные сигналы звеньев могут разветвляться, суммироваться, вычитаться, воздействовать на входы других звеньев.

Различают последовательное, параллельное и встречно – параллельное соединение звеньев.

Последовательное соединение звеньев – это такое соединение, при котором выходной сигнал каждого предыдущего звена является входным сигналом для последующего звена.

Передаточная функция последовательного соединения звеньев равна произведению передаточных функций звеньев, входящих в это соединение:

W (р) = W₁ (р)  W₂ (р)  W₃ (р)  . . .  W_n (р) (1.2.3)

Последовательное соединение звеньев представлено на рисунке 1.

Рисунок1.1 – Последовательное соединение звеньев.

Параллельное соединение звеньев – это такое соединение, при котором входной сигнал является общим для всех звеньев.

Для параллельного соединения:

Х _вх = Х_1вх = Х_2вх= Х_3вх= . . . = Х_nвх (1.2.4)

Х _вых = Х_1вых + Х_2вых + Х_3вых + . . . + Х_{n вых} (1.2.5)

Передаточная функция параллельного соединения звеньев равна сумме передаточных функций звеньев, входящих в это соединение:

W (р) = W₁ (р) + W₂ (р) + W₃ (р) + . . . + W_n (р) (1.2.6)

Параллельное соединение звеньев показано на рисунке 2.

Р исунок 1.2 – Параллельное соединение звеньев.

Встречно – параллельное соединение звеньев – соединение, в состав которого входит положительная или отрицательная обратная связь. Схема соединения звеньев с обратной связью представлена на рисунке 3.

Р исунок 1.3–Встречно-параллельное соединение звеньев (с обратной связью).

Для соединения звеньев с обратной связью:

Х _вых = Х_1вых = Х_2вых (1.2.7)

Х _вх = Х_1вх  Х_2вх (1.2.8)

Передаточная функция соединения звеньев с обратной связью определяется по формуле:

W₁ (р)

W (р) = ------------------------- (1.2.9)

1  W₁ (р)  W₂ (р)

где знак " – " задает положительную обратную связь;

знак " + " задает отрицательную обратную связь

РАЗДЕЛ «РАСЧЕТЫ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, ХАРАКТЕРИСТИК ПРИБОРА (ДАТЧИКА), ШКАЛЫ ПРИБОРА, НАДЕЖНОСТИ».

В этом разделе в начале в соответствии с ГОСТом, ставится цель расчета и даются исходные данные. Далее производятся проектировочные расчеты параметров прибора: чувствительного элемента, передаточного механизма, указателя (или преобразователя измеряемой величины в электрический сигнал), шкалы прибора и т.д.

Кроме того, производится расчет надежности прибора и делается вывод о вероятности безотказной работы в течение заданного времени эксплуатации, среднее время безотказной работы с заданной вероятностью, время наработки на отказ и т.д.

Объем расчетной части должен составлять 25 – 35% от пояснительной записки в целом.

РАЗДЕЛ «ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ».

Пояснительная записка завершается разделом, содержащим выводы по проведенной разработке прибора. В выводах необходимо отразить выполнение требований, изложенных в задании на проектирование. Целесообразно сопоставить полученные результаты с характеристиками аналогичных устройств.

Объем раздела должен составлять 5 – 7 % от всей пояснительной записки.