2.3 Расчет габаритов печатной платы
Определим общую площадь занимаемую элементами на печатной плате.
Тип элементов, их количество и размеры указаны в таблице ниже.
Таблица 2 – Типы, количество и размеры ЭРЭ
|
Тип элемента |
Рамер(мм) |
Количество (шт) |
|
Резисторы постоянные |
|
|
|
С2-23-0,5 |
8 х 4 |
24 |
Продолжение таблицы 2 – Типы, количество и размеры ЭРЭ
|
Тип элемента |
Рамер(мм) |
Количество (шт) |
|
Резисторы переменные |
|
|
|
СП3-6 |
7 х 8 |
3 |
|
|
|
|
|
Конденсаторы |
|
|
|
К10-17а |
6 х 3 |
3 |
|
К50-35 |
0,78 х 10 |
2 |
|
|
|
|
|
Транзисторы |
|
|
|
КТ361Г |
7,5 х 4 |
4 |
|
КТ3107Е |
7,5 х 6 |
2 |
|
|
|
|
|
Тиристоры |
|
|
|
КУ202 |
10 х 7 |
2 |
|
|
|
|
|
Диоды |
|
|
|
КД209 |
6 х 2 |
8 |
|
|
|
|
|
Стабилитроны |
|
|
|
Д810 |
10 х 4 |
5 |
|
|
|
|
|
Ключ |
15 х 5 |
1 |
Вычислим площадь всех элементов Sэл , мм2,по формуле
Sэл=а·b·h, (33)
где
ширина
элемента;
длина
элемента;
высота
элемента.
Sэл =768+168+54+15,6+120+90+140+96+200+75= 1726,6 мм2
Вычислим площадь платы Sп, мм2, по формуле
Sп = a·b, (34)
Sп = 195·115= 22425 (мм2)
Определяем
коэффициент заполнения
по формуле
(35)
=
= 0,07
Габаритные размеры печатной платы соответствуют ГОСТ 10.317-79.
Печатная плата расположена в корпусе горизонтально и закреплена в 4-х точках. Схема крепления платы показана на рисунке 18.
Рисунок 18 – Схема крепления печатной платы
2.4 Расчет механической прочности
Данные для расчета:
а – длина платы = 0,115 м;
b – ширина платы = 0,195 м;
h – толщина платы = 0,002 м;
ρ – плотность платы = 1,83 г/см3;
E – модуль Юнга = 32·109;
ξ – коэффициент Пуассона = 0,22.
2.4.1 Найдём отношение сторон платы β по формуле
β =
(36)
β
1,69
2.4.2 Рассчитаем коэффициент α1,зависящий от способа крепления печатной платы по формуле
α1 = 9,87·(1+ β2) (37)
α1= 9,87·(1+1,692) = 12,73
2.4.3 Рассчитаем цилиндрическую жёсткость платы D ,Н/м, по формуле
D
=
(38)
D
=
= 11208 Н/м
2.4.4 Определим массу элементов, установленных на печатной плате Масса элементов указана в таблице 3.
Таблица 3 – Масса ЭРЭ
-
Тип элемента
Кол.
(шт)
Масса
одного(г)
Общая масса(г)
Резисторы постояные
С2-23-0,5
24
0,6
14,4
Конденсаторы
К10-17а
3
0,8
2,4
К50-35
2
1,2
2,4
Транзистор
КТ361Г
4
1
4
КТ3107Е
2
1
2
Стабилитроны
Д810
5
0,6
3
Ключ
1
8
8
Диоды
КД209
8
0,5
4
Тиристоры
КУ202
2
0,9
1,8
Продолжение таблицы 3-Масса ЭРЭ
-
Тип элемента
Кол.
(шт)
Масса
одного(г)
Общая масса(г)
Резисторы переменные
СП3-6
3
0,5
1,5
Итого
43,5
2.4.5 Рассчитаем массу платы mпл , кг, по формуле
mпл = ρ · Vпл , (39)
где Vпл – объем печатной платы.
mпл = 1,83 · 115 · 195 · 2 = 82,07·10-3 кг
2.4.6 Рассчитаем площадь платы Sпл, м2, по формуле
Sпл = a · b (40)
Sпл = 0,115 · 0,195 = 0,022 м2
2.4.7 Рассчитаем
приложенную к площади массу печатной
платы с элементами
кг/м2,
по формуле
(41)
=
(43,5·10-3
+ 82,07·10-3)/0,022
= 5,7 кг/м2
2.4.8 Рассчитаем частоту основного тона колебаний f, кГц, по формуле
f
(42)
f
86,5 кГц
2.4.9 Рассчитаем допустимую стрелу прогиба печатной платы δ1,м, по формуле
δ1 = δдоп · а2, (43)
где δдоп = 0,01 в соответствии с ГОСТ 10316-76.
δ1= 0,01 · 0,1152 = 13,22 ·10-5 м
2.4.10 Рассчитаем реальный прогиб δmax ,м, по формуле
δmax
=
,
(44)
где K1 – коэффициент, зависящий от α = 0,084;
q – распределение нагрузки, которое рассчитывается по формуле
q
=
=
= 8,6 (45)
δmax
=
= 4,06·10-6
м
Так как δ1 > δmax, то печатная плата выдержит выбранную перегрузку.