На тему: Конструирование и технология изготовления генератора «воющего» шума

Стр 1 из 7Следующая ⇒

Выполнил: ст. гр. 549

Кулебякина Н.Ю.

Проверил:

Сускин В.В.

Рязань 2009

Федеральное агентство по образованию РФ

Рязанский государственный радиотехнический университет

Кафедра ТРЭА

Задание

на курсовой проект по дисциплине

«Конструирование узлов и проектирование технологических процессов»

студенту Кулебякиной Н.Ю. группы 549

1. Тема проекта: Конструирование и технология изготовления генератора «воющего» шума.

2. Срок сдачи законченного проекта: 15 ноября 2009 г.

3. Исходные данные.

3.1. Схема электрическая принципиальная генератора «воющего» шума.

3.2. Условия эксплуатации

Устройство должно сохранять работоспособность при:

- температуре окружающей среды от плюс 1 до плюс 40°С;

- атмосферном давлении (84-107)кПа, (630-800) мм рт.ст.;

- относительной влажности воздуха (45-80)%;

- вибрационных нагрузках, соответствующих лабораторным условиям

эксплуатации.

3.3. Класс точности третий.

4. Требования по надежности устройства.

4.1. Средняя наработка на отказ не менее 5000ч.

5. Производство устройства.

Годовой объем выпуска-100 000.

6. Выполнить

6.1. Расчет конструкции, надежности, теплового режима, вибропрочности устройства и его элементов.

6.2. Конструкцию устройства.

6.3. Маршрутную технологию изготовления печатного узла.

6.4. Комплект конструкторской документации.

Дата выдачи задания 10.09.2009

Срок выполнения работы 15.11.2009

Подпись руководителя Сускин В.В.

Подпись студента Кулебякина Н.Ю.

СОДЕРЖАНИЕ

1 Введение

1.1 Краткое описание принципиальной схемы и назначения устройства

2 Конструирование устройства

2.1 Выбор элементной базы и технологии изготовления, сборки и монтажа

2.1.1 Выбор электрорадиоэлементов

2.1.2 Выбор технологии изготовления, сборки и монтажа

2.2 Конструирование печатного узла

2.2.1 Расчет конструкции печатной платы

2.2.2 Создание библиотеки компонентов

2.2.3 Формирование схемы электрической принципиальной

2.2.4 Компоновка печатного узла

2.3 Конструирование деталей (корпуса)

3 Технология изготовления сборки и монтажа

3.1 Анализ конструкции на технологичность

3.2 Проектирование конструкции технологической оснастки

3.2.1 Штамп

3.2.2 Прессформа

3.3 Разработка технологического процесса изготовления, сборки и монтажа

3.4 Инженерные расчеты

3.4.1 Расчет надежности

3.4.2 Расчет теплового режима

3.4.3 Расчёт механической прочности

Заключение

Библиографический список

ВВЕДЕНИЕ

В мире сейчас существует огромное количество самых разных устройств, так называемого шумового воздействия. Данный генератор «воющего» шума находит свое применение в:

· медицине, в качестве кнопки вызова медицинского персонала;

· быту, как переносной звонок, предупреждающий о появлении гостей на дачном участке;

· в качестве игрового устройства;

· в каждом из видов электронных средств, где имеется система, устройство или элемент, выполняющие одну и ту же функцию: обеспечение сигнала оповещения.

В настоящее время существует большое количество как отечественных, так и зарубежных аналогов данного устройства. В данном курсовом проекте разрабатывается генератор «воющего» шума, чьи преимущества состоят в следующем:

· генератор прост в обращении, что делает его доступным для детей и людей пожилого возраста;

· прибор имеет автономный источник питания и не зависит от сети;

· легкое изменение параметров звучания;

· благодаря применению защелок, возможна быстрая сборка устройства и замена источника питания, не требующие дополнительных приспособлений;

· удобен для транспортировки.

С целью повышения конкурентоспособности данного изделия возникает необходимость в повышении технологичности, снижении себестоимости, а так же уменьшении габаритных размеров.

Учитывая серийный тип производства, с точки зрения экономичности, основная часть элементарной базы устройства следует представить в DIP-исполнении, что позволит использовать для регулировки и настройки прибора достаточно простое оборудование и увеличить ремонтопригодность изделия.

Использование современных комплектующих позволяет повысить надежность, снизить габариты и массу разрабатываемого устройства.

В данном курсовом проекте выполняется следующее:

1. Выбор элементной базы и технологии изготовления, сборки и монтажа.

2. Расчет конструкции печатной платы и компоновки печатного узла.

3. Расчёт конструкции генератора на технологичность и разрабатывается технологическая схема сборки печатного узла блока.

4. Производятся расчёты теплового режима конструкции, вибропрочности, надёжности.

5. Проектирование конструкции технологической оснастки.

Приводится разработанная конструкторская документация на изделие, чертежи печатных плат, электрической схемы, описание технологического процесса сборки печатного узла.

Краткое описание принципиальной схемы и назначения устройства

Разрабатываемое в данном проекте самовозбуждающееся устройство предназначено для генерации шумового воздействия, переключающегося с определенной частотой. При помощи переменных резисторов, выведенных на корпус, можно изменять параметры звучания. Включение осуществляется кнопкой PBS-10B.

Генератор должен быть конструктивно законченным изделием, соответствующим следующим эксплуатационным требованиям:

- температура окружающей среды от плюс 1 до плюс 40°С;

- атмосферное давление (84-107)кПа, (630-800) мм рт.ст.;

- относительная влажность воздуха (45-80)%;

- вибрационные нагрузки, соответствующие лабораторным условиям

эксплуатации.

Требования по надежности: средняя наработка на отказ не менее 5000 часов.

С целью снижения затрат времени и средств на разработку устройства, технологическую подготовку производства, изготовление, эксплуатацию и ремонт, генератор должен соответствовать требованиям технологичности.

КОНСТРУИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВА

В настоящее время возрастает сложность РЭА, перед конструкторами встают новые задачи. Именно от конструкции РЭА в значительной степени зависит качество и эффективность использования аппаратуры, ее надежность и функциональные возможности, стоимость производства и эксплуатации.

Конструирование – это процесс выбора и отражения в технических документах структуры, размеров и формы, материалов и внутренних связей проектируемого устройства. [11]

Конструирование РЭА зависит от большого количества факторов, основными из которых являются: функциональное назначение аппаратуры, объект установки, условия эксплуатации, эксплуатационные требования, производственно-технологические требования, экономические показатели.

Выбор элементной базы и технологии изготовления,

Сборки и монтажа

Выбор электрорадиоэлементов

При анализе принципиальной электрической схемы весь перечень элементов можно разбить на две группы:

1.Элементы, жестко регламентированные схемой (указаны их уникальные индексы). Такие как, транзисторы 2N2222, 2N2646.

2. Элементы, регламентированные по основному параметру (указано соответствующее номинальное значение этой величины). Предоставляется возможность самому подобрать тип данного элемента.

Таким образом, при выборе элементной базы будем придерживаться того, что:

1. Компоненты должны обладать указанными в схеме характеристиками;

2. Номенклатура используемых типов корпусов должна быть по возможности сужена для повышения технологичности конструкции печатного узла.

Необходимо применять в первую очередь стандартные и унифицированные элементы, а также другие изделия массового или серийного производства. Стандартные элементы выбираются по данным официальных справочников.

Выбор ЭРЭ производится путем сопоставления технических условий на них с условиями применения элементов в изделии. При выборе элементов следует придерживаться предельных значений параметров окружающей среды. [17]

При предельных температурах не должны происходить необратимые изменения параметров элементов, а также сами материалы ЭРЭ не должны разрушаться. Выбор ЭРЭ зависит также от принятого вида монтажа. [30]

Кроме того, тенденция развития современного приборостроения в России показывает, что как в новых разработках, так и в серийном производстве все шире используются электронные компоненты (электрорадиоизделия и детали аппаратуры) зарубежных производителей. Объективными причинами такого явления послужили резкое сокращение объемов выпуска отечественных ЭРЭ, практическая остановка большинства их производителей, а также отсутствие в последние годы новых разработок элементной базы. Все это на фоне бурного прогресса мировой электронной индустрии привело к отставанию отечественных ЭРЭ от зарубежных на 10-15 лет как по техническому уровню, так и по технико-экономическим показателям. В результате ряд групп современных электрорадиоизделий отечественной промышленностью практически не выпускаются, а те ЭРЭ, что выпускаются, порой значительно дороже зарубежных аналогов. Так, например, зарубежные конденсаторы с оксидным диэлектриком примерно втрое дешевле отечественных аналогов при выигрыше в массогабаритных параметрах. [19]

Все вышеизложенное, а также фактическое разрешение с ноября 1997г. импортной комплектации отечественной аппаратуры специального назначения, дали серьезный импульс отечественным предприятиям на использование импортных ЭРЭ.

С учетом всего вышесказанного и руководствуясь схемой электрической принципиальной выберем следующие ЭРЭ:

1. В качестве постоянных резисторов выберем резисторы с корпусом С1-4 (R1, R2, R3, R4, R8, R9, R10).

Рисунок 1. Постоянный резистор С1-4

Таблица 1. Характеристики резистора С1-4 [27]

Номинальная мощность, Вт (при )	Диапазон номинальных сопротивлений	Ряд промежуточных значений, допуск	Диаметр, мм	Длина, мм
0, 5 (70)	10Ом… 10МОм	Е24, Е48 +2; +5; + 10	5, 5	13

2. Переменный резистор СП3-19 (R5, R6, R7).

Рисунок 2. Переменный резистор СП3-19

Таблица 2. Характеристики резистора СП3-24 [3]

Номинальная мощность, Вт (при )	Диапазон номинальных сопротивлений	Ряд промежуточных значений, допуск	Функциональная характеристика	Ширина, мм	Длина, мм	Высота, мм
0, 25 (40)	680 Ом… 1 МОм	Е6 +20; + 30	А	14, 5	56	18

3. Конденсатор с органическим диэлектриком К73-11 (С2).

Рисунок 3. Конденсатор К73-11

Таблица 3. Характеристики конденсатора К73-11 [5]

Номинальное напряжение, В	Диапазон номинальных емкостей, мкФ	Ряд промежуточных емкостей, допуск	Ширина, мм	Длина, мм	Высота, мм
400	0, 022…1	Е6 +5; +10; + 20	7…15	13…30	18

4. Полярный конденсатор К50-15 (С1).

Рисунок 4. Полярный конденсатор К50-15

Таблица 4. Характеристики полярного конденсатора К50-15 [7]

Номинальное напряжение, В	Диапазон номинальных емкостей, мкФ	Диаметр, мм	Длина, мм	Диаметр вывода, мм
250	2, 2	9, 7	35	0, 9