3.4 Окончательная разработка конструкции

Устройство имеет форму прямоугольного параллелепипеда размером 130120125мм, внутри которого расположена одна печатные плата размером 110100 мм.

Толщина стенок корпуса 1,5 мм. Корпус состоит из каркаса с закрепленной на нем болтами ОСТ1 31153-80 печатной платой и передней панелью, на которой расположены индикаторы.

Основание, верхняя крышка корпуса и отсек для расположения батарейки изготовлены литьем из фенопласта общего назначения, черного цвета, 02-010-02 ГОСТ 5689-79, толщиной 2 мм.

Разъемные механические соединения осуществляются свинчиванием болтами ОСТ1 31164-80.

Печатная плата ставится на колонки, имеющие отверстия для винтов, цельно вылитые с основанием и крепится к основанию болтами ОСТ1 31153-80.

Корпус устройства устройства соединяются с помощью винтов болтами ОСТ1 31164-80, которые ввинчиваются в резьбовые втулки, выполненные за единое целое с основанием корпуса. Связь между радиоэлементами осуществится печатным монтажом, электрические соединения выполняются с помощью пайки припоем ПОС-61 ГОСТ 21931-76 с флюсом ФКСп ОСТ 4.ГО.033.200.

Соединение выводов печатной платы с органами коммутации осуществляется объемным монтажом - проводом МПО 0.35 ТУ 16-505.339-79 с полихлорвиниловой изоляцией. Жгут вязать капроновой крученой нитью 3К ОСТ 17-330-84. Места пайки изолировать полихлорвиниловой трубкой 305-ТВ-40-1.0 ГОСТ 19034-82 длиной 15 мм.

Корпус устройства может быть любого цвета. Окраска производится путем добавления к массе полистирола соответствующего красителя при прессовании корпуса. Для защиты от атмосферных воздействий печатные платы покрываются бесцветным лаком УР-231.

4. Конструкторские расчеты

4.1 Расчет рациональной формы блока.

Для рационального выбора формы блока используют три параметра:

1). приведенная площадь наружной поверхности;

2). коэффициент приведенных площадей;

3). коэффициент заполнения объема.

Будем рассматривать два варианта компоновки в соответствии с рисунками Б1 и Б2.

Расчет проведем по следующим этапам:

Полный объем первого варианта в соответствии с рисунком 1:

V=LBH;

где L,B,H – габаритные размеры блока.

V₁=160x180x70= 2016000 мм³;

Полный объем второго варианта в соответствии с рисунком 2:

V₂=130x120x125= 1950000 мм³;

Площади поверхности вариантов блоков

S=2*(LхB+LхH+BхH);

где L,B,H – габаритные размеры блока.

Площадь наружной поверхности блока для первого варианта:

S₁=2*(160х180+160х70+180х70)= 105200 мм²;

Площадь наружной поверхности блока для второго варианта:

S₂=2*(130х120+130х125+120х125)= 93700мм²;

Расчет приведенной площади наружной поверхности ведется по формуле:

S_пр=S_пп/V;

Приведенная площадь наружной поверхности для первого варианта компоновки блока:

S_пр1=S₁/V₁= 105200/ 2016000=0,052 мм ^–1;

Приведенная площадь наружной поверхности для второго варианта компоновки блока:

S_пр2=S₂/V₂= 93700 /1950000 =0,048 мм ^–1;

Для определения корпуса наиболее оптимального по площади наружной поверхности воспользуемся следующими отношениями:

S₁=S_шара1;

S₂=S_шара2;

Отсюда найдем диаметр шара

d₁==183,04 мм;

d₂==172,74 мм;

Найдем приведенную площадь шара:

S_{пр шара1}=*d₁²=105201,43 мм;

S_{пр шара2}=*d₂²=93694,8 мм;

Рассчитаем коэффициент приведенных площадей:

К_пр1= S_пр1/ S_{пр шара1}=0,49*10^-6мм^-2;

К_пр2= S_пр2/ S_{пр шара2}=0,51*10^-6мм^-2;

К_пр1/ К_пр2=0,961;

Так как отношение К_пр1/К_пр21, то можно сделать вывод, что первый вариант компоновки более оптимален по площади наружной поверхности.

Рассчитаем объем занимаемый микрофоном и светодиодами:

V_МС=()+4*();

V_МС=(3,14*6,5²*21)+4*(3,14*2,5²*5)=3178,47мм³;

Объем отсека для установки батареек:

V_о=LxBxH;

V_о=7х6х2,5=105мм³;

Для определения объема печатной платы найдем ее размеры.

Определяем общую площадь занимаемую ЭРЭ на печатной плате

S=2124,82 мм²;

С учетом рекомендуемого значения коэффициента заполнения площади ПП равного 0,6, определяем значение площади ПП:

S_0.6=S/0,6=2124,82/0.6=3541,37 мм²; (26)

Рассмотрено несколько вариантов соотношения сторон ПП, но выбираем следующий: 110х100 (ОСТ 4.010.020-83).

Получим следующий объем ПП:

V_ПП=110х100х45=495000 мм³;

Площадь занимаемая проводом вычисляется по формуле:

S_ПР=d²/4=3.14*4²/4=12,56 мм²; (28)

где d=4 мм.

Тогда объем проводов:

V_ПР=S_ПР*L;

где L – длина провода, равная 1,5 м.

V_ПР=12,56*1,5*10³=18840 мм³;

Объем занимаемой аппаратурой будет вычисляться по следующей формуле:

V_A=V_о+V_ПП+V_ПР+V_МС;

V_A=105+495000+18840+3178,47=517123,47 мм³;

Коэффициент заполнения объема рассчитаем по формуле:

К_З.О,=100%*V_A/V_K;

Рассчитаем коэффициент заполнения объема для первого и второго вариантов:

К_З.О.1=100%*V_A/V₁=100%*517123/ 2016000=25,65%;

К_З.О.2=100%*V_A/V₂=100%*517123 /1950000=26,52%;

Коэффициент заполнения объема больше у второго варианта компоновки, следовательно, у него объем используется более эффективно.