Разработка конструкторской документации на изделие "USB-термометр"
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
няются и на основе этого можно сделать вывод, что в рамках допущений ориентировочного расчета вытекает следующее, для данной резистивной микросборки температура внешней среды 50 не является предельно допустимой.
6. РАСЧЕТ НА НАДЕЖНОСТЬ
6.1 Схема для расчета
Расчет производится на основе схемы электрической принципиальной АКТП.230101.110. ЭЗ, перечня элементов АКТП. 230101.110 ПЭ3.
.2 Задача расчета
Определить величины:
Интенсивность отказов изделия ( ?изд ), 1/час;
Среднее время наработки Тср, час;
- Вероятность безотказной работы изделия, Р(t).
.3 Данные для расчета
Расчет производится по окончательному варианту, то есть выбор интенсивности отказа Э.Р.Э производится в зависимости от температуры нагретой зоны изделия tнз и коэффициента нагрузки Кн. Коэффициент нагрузки принимается равным единице.
Интенсивность отказа изделия определяется по формуле:
, (14)
где N - число ЭРЭ данного наименования, шт;
интенсивность отказов ЭРЭ данного наименования ;
n - число наименований Э.Р.Э в.
Средне время наработки до первого отказа Тср определяется по формуле
(15)
Вероятность безотказной работы изделия Р(t) определяется по формуле:
(16)
где tp - время, в течении которого изделие должно работать безотказно, час;
Тср - среднее время наработки до первого отказа, час.
.4 Расчет
Результаты расчета занесены в таблицу 3
Таблица 3 - Надежность радиоэлементов
№Наименование ЭРЭNi , шт.Режимы работы?i10-3 1/часNi?i10-3 1/час?изд 1/часТср часР(t)tн.зКн1Резисторы1305210,000010,000040,001818550,0551,32Конденсаторы40,000010,000043Светодиоды10,0010,0014Микросхема20,00010,00026Разъемы10,000010,000017Соединения пайкой 230,0010,00238Клемы60,00010,0006360,001320,00505
=0,00505*36=0,1818*10-3
Тср=1/0,001818=550,055
.5 Вывод
В процессе выполненной работы получили искомые величины:
Интенсивность отказа изделия =0,24732*10-3 ,
Средняя наработка до первого отказа Тср=4043,345,
Вероятность безотказной работы Р(t)=1, 025042.
Анализ полученных данных говорит о том, что изделие надежно и выбор электрорадиоэлементов был верен.
7. РАСЧЕТ НА ТЕПЛОВОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ
Рис.5. Эскиз изделия
.1 Задача расчета
Рассчитать:
длину нагретой зоны Анз ,мм;
ширину нагретой зоны Внз, мм;
- температуру нагретой зоны ;
высоту нагретой зоны мм.
.2 Данные для расчета
общая мощность ЭРЭ=1,25 Вт;
толщина платы h=1,5 мм = 0,0015 м;
длина изделия а=45 мм = 0,045 м;
ширина изделия b=25 мм=0,025 м;
высота изделия H=7,5 мм=0,0075 м;
максимальная температура окружающей среды -20 до +25;
-общий объем ЭРЭ= 388,4
7.3 Условия расчета
Температура нагретой зоны определяется по формуле:
=(Р*h/(a*b*?T))+ (17)
?т - теплопроводность стеклотекстолита (0,17*).
Объем изделия определяется по формуле :
=a*b*H (18)
Коэффициент заполнения определяется по формуле:
(19)
где V-объем всех ЭРЭ.
Высота нагретой зоны мм определяется по формуле:
H* (20)
.4 Расчет
Температура нагретой зоны :
tнз=(1,25*1,5/(45*25*0,17*10-3))+25=0,07оС
Объем изделия:
=45*25*7,5=8437,5
Коэффициент заполнения :
Кэ=388,4+(25*45*1,5)/8437,5=0,24
Высота нагретой зоны :
Ннз=7,5*0,24=1,8 мм
.5 Заключение
Длина нагретой зоны 45 мм; ширина нагретой зоны 25 мм; температура нагретой зоны =+25; высота нагретой зоны =1,8 мм.
Температура нагретой зоны не превышает максимальных температур ЭРЭ(+70 следовательно, изделие к перегреву и тепловым воздействиям устойчиво.
8. РАСЧЕТ НА МЕХАНИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ
.1 Задача расчета
Рассчитать собственную частоту изделия v0, Гц.
.2 Данные для расчета
толщина платы h=1,5 мм = 0,0015 м;
длина изделия а=45 мм = 0,045 м;
ширина изделия b=25 мм = 0,025 м;
модуль упругости стеклотекстолита Е=3,3*1011 Па;
плотность стеклотекстолита p=1,3 г/см3;
общая масса ЭРЭ mЭРЭ=8,35 г = 0,0835
диапазон частот 100 Гц;
ускорение a=g.
.3 Условия расчета
Собственная резонансная частота изделия v0, определяется по формуле:
(21)
где ? - коэффициент крепления пластины;
а - длина пластина стеклотекстолита, м;
Д - жесткость пластины, Па*м3;
m - распределенная по площади пластины масса, кг/м2.
Так как изделие крепится четырьмя винтами на противоположных углах, то коэффициент ? рассчитывается по следующей формуле:
?=9,87*(а2/b2) (22)
Жесткость пластины Д, Па*м3, определяется по формуле:
Д=0,09*Е*h3 (23)
где Е - модуль упругости стеклотекстолита, Па;
h - толщина платы, м.
Распределенная по площади пластины стеклотекстолита масса определяется, в соответствии с массой изделия и площадью печатной платы, по следующей формуле:
m=mизд/а*b (24)
где mизд - масса изделия, кг.
В свою очередь масса изделия определяется по формуле:
mизд=(p*а*b*h)+ mЭРЭ (25)
где p - плотность стеклотекстолита;
а - длина печатной платы, м;
b - ширина печатной платы, м;
h - толщина печатной платы, м.
.4 Расчет
Масса изделия:
mизд=(1300*0,07875*0,0345*0,0015)+0,0269=0,0322 (кг)
Коэффициент крепления платы:
?=9,87*(452/252)=31,97
Распределительная масса:
m=0,01/0,0011=9 (кг/м2)
Жесткость пластины:
Д=0,09*3,3*1011*0,0015*103*10-9=44,55 (П