3. Разработка конструкции тахометра

1. Предварительная разработка конструкции устройства

Для выбора рациональной компоновки блока рассмотрим два возможных варианта. Варианты отличаются расположением органов коммутации и индикации (см. приложение, рисунок 1 и 2).

Рациональная форма блока определяется по трем параметрам:

1. приведенная площадь наружной поверхности;

2. коэффициент приведенных площадей;

3. коэффициент заполнения объема.

   1. Объемно-компоновочный расчет

Для определения объема печатной платы ПП найдем ее размеры. На основании таблицы 1 определяем общую площадь, занимаемую ЭРЭ, на печатной плате:

мм², (1)

где i – количество ЭРЭ, устанавливаемых на ПП.

С учетом рекомендуемого значения коэффициента заполнения площади ПП для бытовой РЭА, равного 0,6, получим значение площади ПП:

мм², (2)

Рассмотрено несколько возможных вариантов соотношения сторон ПП (60110, 65100, 8080) и учитывая монтажную зону, площадь проводников, тепловые зоны, были выбраны следующие размеры платы по ГОСТ 10317-79: 60110 мм.

Для определения объемов печатных плат необходимо знать её высоту, которая определяется с учетом превышения над плоскостью платы самого высокого ЭРЭ. Для ПП она равна 20 мм (КР142ЕН8А).

Объем печатной платы ПП:

V_p = 60·110·25 = 165000 мм³. (3)

2. Сравнение вариантов компоновки блоков

По полученным габаритным размерам внутренней аппаратуры в зависимости от ее размещения определяем габаритные размеры рассматриваемых двух вариантов корпусов, которые представлены на рисунках 1 и 2. В первом варианте плата ПП расположена горизонтально, а плата индикации вертикально, тогда ширина блока будет иметь параметры: ширина платы ПП плюс высота платы индикации, длина блока определяется длиной ПП, а высота блока определяется шириной платы индикации. Во втором случае варианте ПП расположена также горизонтально, а плата индикации вертикально над ПП, тогда длина и ширина блока определяется размерами ПП, а высота имеет составляющие: высота печатной платы плюс ширина платы индикации. С учетом зазоров между внутренними компонентами, и стенками корпуса, получим габаритные размеры корпусов обоих вариантов компоновки.

Размеры блока для первого варианта: длина A₁ = 110 мм, ширина

B₁ = 90 мм и высота H₁ = 50 мм.

Размеры блока для второго варианта: длина A₂ = 110 мм, ширина

B₂ = 80 мм и высота H₂ = 70 мм.

Определяем полный объем первого (рисунок 1) и второго (рисунок 2) вариантов:

V₁ = A₁·B₁·H₁ = 110·90·50 = 495000 мм³; (4)

V₂ = A₂·B₂·H₂ = 110·80·70 = 616000 мм³. (5)

Площади поверхностей вариантов компоновки блока

S₁ = 2·(A₁·B₁+B₁·H₁+A₁·H₁); (6)

S₁ = 2·(110·90+110·50+90·50) = 39800 мм²;

S₂ = 2·(A₂·B₂+B₂·H₂+A₂·H₂); (7)

S₂ = 2·(110·80+110·70+80·70) = 37000 мм².

1. Приведенная площадь наружной поверхности

мм^-1; (8)

мм^-1. (9)

2. Коэффициент приведенных площадей

, (10)

где S_pr.sp – приведенная площадь шара.

, (11)

где d – диаметр шара, мм.

Вычислим диаметр шара через объем шара V_ш=V₁ и V_ш=V₂:

, (12)

мм;

мм.

Тогда:

мм^-1; (13)

мм^-1; (14)

Таким образом, коэффициент приведенных площадей, равен:

; (15)

. (16)

Составим отношение:

> 1, (17)

т.о второй вариант блока более оптимальный по площади наружной поверхности.

3) Коэффициент заполнения объема.

Для определения коэффициентов заполнения объема определим объем занимаемой аппаратурой:

V_а= V_пп + V_пи (18)

V_а=132000+3000= 162000 мм³.

Коэффициент заполнения объема для первого и второго вариантов компоновки блока, %

; (19)

; (20)

. (21)

Коэффициент заполнения объема для первого варианта компоновки блока больше, чем для второго варианта. Следовательно, в первом случае объем используется более эффективно.

Вывод. По результатам расчета основных компоновочных характеристик блоков, был выбран первый вариант компоновки (рисунок 1), так как его объем используется наиболее эффективно.