Проектирование РЭС (стр. 2 из 5)

S_устS = 1,3

S_устi ( 1.1)

S_устS = 1,3

4725,6 = 5624 мм²;

3) Определение площадей печатных плат:

S _n.n. =

, (1.2)

где K_s – коэффициент заполнения площади печатной платы, K_s = 0,8

S_n.n =

= 7033 мм²;

4) Определение габаритных размеров печатных плат. Из нескольких вариантов соотношений сторон ПП выбрали плату со следующими размерами:

1 плата 65х110;

5) Определение габаритных размеров ячеек. На горизонтально расположенной плате длина и ширина платы будут соответственно равны длине и ширине ячейки:

В = 65 мм, L = 110 мм;

Высота ячейки равна:

Н = maxH_э + h_n.n , (1.3)

где max H_э – высота самого высокого элемента на плате,

H – толщина печатной платы.

Н = 9 + 1,5 = 10,5 мм,

6) Определение массы ячеек.

Масса каждой ячейки состоит из массы печатной платы и массы элементов, расположенных на ней.

Масса каждого элемента m_i представлена в приложении 1 в таблице 1.

m_яч = m_nn + Sm_i , (1.4)

где m_nn = ρхV – масса печатной платы, кг,

ρ – плотность материала платы, кг/м³

V – объем ячейки, м³

m_nn = 2,4х10³

9,9х10^-6 = 0,02376 кг.,

m_яч = 0,04025 + 0,02376 = 0,06401 кг.,

Вывод: найдены массо-габаритные размеры ячеек.

3.1.1.4. Выбор способов крепления плат.

Горизонтально расположенную плату крепят на двух П-образных скобках с помощью 4 винтов и гаек, причем винты проходят через плату, скобки и основание.

Скобки изготовлены из алюминия.

3.1.2. Анализ и уточнение варианта.

3.1.2.1. Определение компановочных характеристик корпуса частотомера включает в себя 2 этапа:

1) Определение габаритных размеров корпуса блока,

2) Определение общей массы конструкции блока.

Габаритные размеры корпуса блока определяются исходя из конструкторских соображений.

Определяем ориентировочный объем проектируемой конструкции:

V_S =

V_устi,(1.5)

где К_v – обобщенный коэффициент заполнения объема,

V_устi – установочный объем i-го элемента.

В качестве установочного объема i-го элемента выбираем объем ячейки. Тогда формула примет вид:

V_S =

V_{яч i} (1.6)

V_ячi = H_i

L_i B_i(1.7)

V_яч1 = 65

110 10,5=75075 мм³ = 750,7 10^-6м³,

V_S =

750,7 10^-6 = 938 10^-6м³.

Высота корпуса блока определяется по формуле:

H = H_яч +Х₁+Х₂, (1.8)

где H_яч – высота ячейки,

H_яч=95 мм,

Х_1, Х₂ – припуски размеров для обеспечения свободной входимости ячейки в блок,

Х₁ = 5,5 мм, Х₂ = 5 мм.

H = 10,5 + 5,5 + 5 = 21 мм.

Ширина корпуса блока определяется по формуле:

B = B_яч + Y₁ + Y₂, (1.9)

где B_яч – размер ячейки,

B_яч = 65 мм,

Y₁,Y₂ – припуски размеров для обеспечения свободной входимости ячейки в блок,

Y₁ = 2,0 Y₂ = 3 мм

B = 65 + 2,0+3 = 70 мм.

Длина корпуса блока определяется по формуле:

L = L_яч + Z₁ + Z₂, (1.10)

где L_яч – размер ячейки, L_яч = 110 мм

Z₁, Z₂ – припуски размеров для обеспечения свободной входимости ячеек в блок,

Z₁ = Z₂ = 2,5 мм

L = 110 + 2,5 + 2,5 = 115 мм

Масса конструкции блока определяется по формуле:

m = m_яч + m_к + m_осн + m_доп, (1.11)

где m_яч– масса ячейки, кг,

m_к – масса корпуса блока, кг,

m_осн – масса основания блока, кг,

m_доп – масса дополнительных элементов, кг.

m = 0,06401 + 0,102 + 0,076 + 0,0165 = 0,25 кг.

Вывод: Определены габариты блока H

L B,

21

115 70,

и масса m = 0,25 кг.

3.1.2.2. Расчет теплового режима блока.

Расчет теплового режима блока производят в 2 этапа:

1) определение температуры корпуса блока t_к;

2) определение среднеповерхностной температуры нагретой зоны t_н.з.

Для выполнение расчета теплового режима необходимы следующие исходные данные:

- размеры корпуса:

- ширина B = 0,070 м;

- длина L = 0,115 м;

- высота H = 0,050 м;

- размеры нагретой зоны l

b h, 0,110 0,060 0,01;

- величина воздушных зазоров между

нагретой зоной и нижней поверхностью корпуса h_н = 0,005 м,

нагретой зоной и верхней поверхностью корпуса h_в = 0,0055 м;

- мощность, рассеиваемая блоком в виде теплоты Р_о = 2,6 Вт;

- мощность радиоэлементов, расположенная непосредственно на корпусе блока Р_к = 2 Вт;

- температура окружающей среды t_о = 25^оС

Этап 1. Определение температуры корпуса.

1. Рассчитываем удельную поверхность мощность корпуса блока:

q_к = P_o/S_к, (2.0)

где S_к – площадь внешней поверхности корпуса блока,

S_к = 2

(H B+B L+H L) (2.1)

S_к = 2

(0,050 0,070+0,070 0,115+0,050 0,115) = 0,0346 м²

q_к = 0,6/0,0346 = 17,3 Вт/м

2. Перегрев корпуса блока в первом приближении

t_к = 2 ^оС

3. Определяем коэффициент лучеиспускания для верхней

_лв, боковой _лб, нижней _лн поверхностей корпуса:

_лi = Е_i 5,67[( )⁴ – ( )⁴] / t_к , (2.2)

где Е_i – степень черноты i-й наружной поверхности корпуса, для боковой и верхней поверхностей Е = 0,92

При расчете получилось:

_лв = 5,4;

_лб = 5,4;

_лн = 5,4.

4. Для определяющей температуры t_m= t_o+ 0,5

t_к = 30^oC рассчитываем число Грасгофа Gr для каждой поверхности корпуса:

Gr_mi =

_m g t_к , (2.3)

где L_опрi – определяющий размер i-й поверхности корпуса,

_m – коэффициент объемного расширения, для газов