курсовой проект / 39 Часы на светодиодных индикаторах / Расчет Блока

Р ассмотрим два варианта компоновки блока для сравнения – с размерами 130×60×80 мм, а второй 80×130×70 мм (рисунок 1 а, б).

а

80

) б)

Рисунок 1 – Варианты компоновки блока

Полный объем блока определяется по формуле:

V = L · B · H, (5)

где L – длина блока, мм;

B – ширина блока, мм;

H – высота блока, мм.

Полный объем для блока первого варианта:

V₁ = 130 · 60 · 80 = 624000 мм³

Полный объем для блока второго варианта:

V₂= 80 · 130 · 70 = 728000 мм³

Площадь наружной поверхности блока:

S = 2· (L·B+L·H+B·H), (6)

где L – длина блока, мм;

B – ширина блока, мм;

H – высота блока, мм.

Площадь наружной поверхности блока для первого варианта:

S₁ = 2 · (130·80 + 130·60 + 80·60) = 46000 мм²

Площадь наружной поверхности блока для второго варианта:

S₂ = 2 · (80·70 + 80·130 + 70·130) = 50200 мм²

Приведенная площадь наружной поверхности:

(7)

где S – площадь наружной поверхности блока, мм²;

V – объем блока, мм³.

Так как приведенные площади S_пр1 и S_пр2 практически одинаковы, то, следовательно, форма первого и второго блока имеют одинаковую массу.

Коэффициент приведенных площадей:

(8)

где S_пр – приведенная площадь блока любой конфигурации, мм^-1;

S_{пр.шара} – приведенная площадь шара, мм^-1.

Площадь шара:

, (9)

где d – диаметр шара, мм.

Объем шара:

(10)

где r – радиус шара, мм.

Радиус шара для первого варианта:

Радиус шара для второго варианта:

Диаметр шара:

(11)

Диаметр шара для первого варианта:

Диаметр шара для второго варианта:

Приведенная площадь шара для первого варианта:

Приведенная площадь шара для второго варианта:

тогда

Между S_пр и К_пр существует зависимость:

(12)

где индексы 1 и 2 обозначают блоки двух любых конфигураций.

Данное соотношение позволяет сравнивать между собой блоки любой конфигурации.

Проведем сравнение между блоками в виде прямоугольного параллелепипеда 1 и 2:

т.к. то второй блок более оптимален по площади наружной поверхности.

Коэффициент заполнения объема:

(13)

где V_ап – объем аппаратуры, мм³;

V_об – объем, отводимый на объекте, мм³.

V_ап = V_i, (14)

где V_i – объем занимаемый конструктивным элементом в блоке, мм³.

Объем занимаемый платой основного модуля:

V_о.м = Sh_макс, (15)

V_о.м = 6011019,71,5 = 195030 мм

Объем занимаемый платой модуля индикации:

V_м.и = Sh_макс, (16)

V_м.и = 3040101,5 = 24000 мм³

Объем, занимаемый в блоке тумблером, определяется по максимальным размерам:

V_т = L_тB_тH_т1,5, (17)

где L, B, H – максимальные линейные размеры модуля, мм.

V_т1 = 20612,51,5 = 2250 мм³

V_т2 = 2213,527,51,5 = 12251 мм³

Объем, занимаемый разъемом в блоке:

V_р = L_рB_рH_р1,5, (18)

V_р = 2215201,5 = 9900 мм³

Объем, занимаемый аппаратурой в блоке, согласно формуле (13):

V_ап = V_о.м + V_м.и + V_т1 + V_т1 + V_р

V_ап = 394875 + 24000 + 2250 + 12251 + 9900 = 443276 мм³

Определим коэффициент заполнения объема для первого блока:

Определим коэффициент заполнения объема для второго блока:

Коэффициент заполнения объема больше у первого варианта компоновки, значит, у него объем используется более эффективно.

В качестве исходной компоновки блока выбираем первый вариант, т.к. у него элементы более доступны, следовательно, легче осуществлять ремонт и для этого варианта коэффициент заполнения объема больше.

Вывод: на основании произведенных расчетов выбираем блок в виде прямоугольного параллелепипеда с размерами 150×60×110 мм.