close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

;docx

код для вставкиСкачать
ГОСУДАРСТВЕННЫ Й КОМИТЕТ РСФСР
ПО Д Е Л А М НАУКИ И ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ
КУЙБЫ Ш ЕВСКИЙ ордена ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ им, АКАДЕМИКА С. П. КОРОЛЕВА
П. Е. Мо л о то в . !А. Н. Ч е к м а р е в
КОНСТРУИРОВАНИЕ РЭС
Учебное пособие
по курсовом у проектированию
|
Н/й'ь-.ьергми Д
МИЗцЮРчЫЙ И-СГИтт
в и п г .и и т ^ ы
КУЙБЫШ ЕВ 1991
(
У ч .‘бм ь:П
УДК 621.396.6.001.2
К о н с т р у и р о в а н и е Р Э С: Учеб.
пособие по курс,
проектир./ П. Е. Молотов, А, Н. Чекмарев; Куйбышев, авиац.
ин-т. Куйбышев, 1991. 92 с.
IS B N 5 - 2 3 0 — 1 6 8 9 3 -5
Даны общие положения, раскрывающие задачи, тематику,
содержание и объем курсового проекта и методические рекомен­
дации к выполнению его отдельных разделов. На основе систем­
ного подхода и модульного принципа проектирования РЭС при­
ведены справочные данные,
расчетные формулы, сборочный
чертеж со спецификацией.
Предназначено для студентов спец. 23.03 дневной и вечер­
ней форм обучения, выполняющих проект по курсу «Конструи­
рование РЭС».
Табл. 16. Ил. 23. Библиогр.: 27 назв,
Печатается по решению редакционно-издательского совета
' Куйбышевского ордена Трудового Красного Знамени
авиационного института имени академика С. П. Королева
Рецензенты: кафедра «Конструирование и технология про­
изводства РЭА» Московского авиационного института, В. М. Шахмистов
ISBN 5—230— 16893—5
©
Куйбышевский
авиационный институт, 1991
ПРЕДИСЛОВИЕ
Р еш ение за д ач и ускорения социально-экономи­
ческого развития страны требует коренного у л у ч ш е ­
ния профессиональной подготовки специалистов.
К в а л и ф и к ац и я , компетентность кад ро в во многом
определяю т масш табы и темпы научно-технического
прогресса. В полной мере.это относится к разр аботк е
радиоэлектронных средств (Р Э С ). Д л я
решения
поставленной зад ач и в процессе подготовки и н ж е ­
нерно-технических кадров наряду с традиционными
необходимо использовать новые, более соверш ен­
ные средства, формы и методы преподавания, спо­
собствующие
активизации познавательной д е я ­
тельности студентов, формированию с а м о с т о я т е л ь ­
ности их мышления и направленные на быструю
адап тац ию молодых специалистов в реальны х про
изводственных условиях.
А нализ современной научно-технической и у ч еб ­
ной л и тературы в области конструирования Р Э С
позволяет сделать вывод о недостаточно обобщ ен­
ном и концентрированном
изложении
методики
конструирования РЭС. Конструирование РЭС т р е ­
бует системного подхода к разр аботк е конструкции,
учитываю щей все этапы проектирования, изготов­
ления и эксплуатации. Обобщение р абот {3, 15, 17]
ведущих специалистов в области конструирования
РЭ С Б. Ф. Высоцкого, В. Б. Пестрякова, Е. М. П а р ­
фенова, П. П. Гелля и многих других послужило
исходным м атериалом для разработки п р е д л а га е ­
мого учебного пособия.
Ц е л ь данного пособия.— используя
принцип
проблемности в курсовом проектировании, привить
студентам навыки выполнения конструкторских ра-
бот, оказать помощь в решении инженерных за д а ч
по конструированию РЭС.
В настоящем учебном пособии даю тся м е то д и ­
ческие рекомендации студентам по организац ии и
выполнению курсового проектирования с учетом
стадий проектирования в соответствии с Е С К Д ,
приводятся справочные данные, расчетные ф о р м у ­
лы, а т ак ж е конкретные примеры выполнения р а с ­
четов и чертежей на основе системного подхода и
модульного принципа проектирования РЭ С.
Отличительной особенностью пред л агаем о го по­
собия является поэтапное излож ение методики к о н ­
струирования РЭ С, что, по мнению авторов, более
полно отраж ает процесс творческой работы н а д '
курсовым проектом.
1. З А Д А Ч И К О Н С Т Р У И Р О В А Н И Я .
ОС НО ВН ЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
1.1. Ц Е Л Ь И З А Д А Ч И Д И С Ц И П Л И Н Ы
Предметом и зуч ения являются методы конструирования РЭ С
различного ф ункционального назначения и конструкторско-тех­
нологического исполнения д ля различны х условий э к с п л у а т а ­
ции.
Ц е л ь пр еп о д а ва ни я дисц ип лин ы состоит в изучении к он ст­
рукций Р Э С и их влияния на эффективность радиотехнических
систем и устройств, в обучении будущ их инженеров методам и
практическим нав ы к ам конструирования радиоэлектронной а п ­
паратуры , обеспечиваю щим высокий уровень технических и эк с­
плуатационны х характеристик, микроминиатю ризации изделий.
З а д а ч и к у р с а состоят в изучении методов а нал иза исходных
д ан ны х д л я конструирования; конструкций Р Э С различного н а з ­
начения; методов
микроминиатю ризации и стан дартизац ии в
конструировании Р Э С в целях обеспечения технологичности
изделий; инж енерных методов конструирования Р Э С различно
го назн ачени я и климатического
исполнения с применением
С А П Р и р а зработк о й конструкторской документации. Н а л а б о ­
раторно-конструкторском практикуме студент получает пр ак ти­
ческие навы ки по разрабо тк е конструкций РЭ С и конструктор­
ской документации.
К ур с «Конструирование РЭС» базируется на следующих
дисциплинах: «Теоретические основы конструирования, техноло­
гии и надеж ности РЭС», «Радиотехнические системы», «Авто­
м а ти за ц и я конструкторского проектирования Р Э С с примене­
нием С А П Р » , «Математическое обеспечение конструкторского и
технологического проектирования РЭ С с применением С А П Р»,
«П рименение микропроцессоров и микроЭ В М в конструкциях и
технологии производства РЭС».
Курсовой проект по дисциплине «Конструирование РЭ С »
яв л яется за в е р ш а ю щ и м этапом в процессе конструкторско-тех­
нологической подготовки студентов по специальности 2303 и пре­
следует такие ц е л и ;
5
закрепление и расш ирение полученных знаний путем с ам о­
стоятельного выполнения конструкторской р а зр а б о т к и РЭ С ;
совершенствование конструкторских и графических навыков
самостоятельной работы в области конструирования РЭ С ;
изучение справочной и технической л и т е р а т у р а ;
приобретение йавы ков по ра зр а б о т к е текстовой д о ку м е н т а ­
ции;
'
подготовка студентов к выполнению дипломного проекта.
Курсовой проект д олж ен реш ать комплексную инженернотехническую задачу, вклю чаю щ ую синтез, ан ал и з и обоснование
основных элементов и узлов проектируемого устройства-, р а з р а ­
ботку конструкции, обоснование принятых расчетных Нагрузок и
технических решений. П ри этом необходимо учитывать требо
вания всех этапов проектирования, изготовления и эк с п л у а т а ­
ции. Такой подход к конструированию Р Э С принято назы вать
системным [15].
О сновная задача курсового проекта — реализовать систем­
ный подход при проектировании конструкции РЭС.
Этап /. Анализ технического зад ан и я (ТЗ) и схемы эл ектри­
ческой принципиальной. Результатом а нал иза является уточне­
ние и конкретизация ТЗ на конструирование изделия, методика
и последовательность которого освещены в п. 2.2.
Этап II. Техническое предложение ( П Т ) — ГОСТ 2.118— 73.
Выполняется для выявления дополнительных или уточненных
требований к конструкции изделия, которые не могли быть у к а ­
заны в Т З без предварительной конструкторской проработки и
анал иза различных вариантов. Н а этом этапе в р а м к а х курсо­
вого проекта ограничиваю тся
предварительной проработкой
технического решения оригинального элемента, коммутаций, не­
сущей конструкции, крепления. Здесь целесообразно п р о а н ал и ­
зировать аналог, прототип или сопоставимую конструкцию, а
т а к ж е выбрать метод конструирования устройства.
Этап III. Эскизный проект (Э П ) — ГОСТ 2.119—73. Выпол
няется с целью принятия принципиальных конструктивных р е ­
шений изделия, даю щ их общее представление о компоновке и
размещении элементов конструкции. Р ациональны й вариант кон­
струкции Р Э С определяется в результате предварительной ком ­
поновки и сравнения вариантов по по к азател ям качества. При
этом следует учитывать конструктивные, технологические и эк с­
плуатационные особенности ра зр аб а т ы ва е м о го изделия и с у щ е ­
ствующих аналогов,
прототипов и сопоставимых изделий, а
т а к ж е тенденции и перспективы р азвития отечественной и з а р у ­
бежной техники в данной области.
Результатом этого этапа проектирования являются:
чертеж общ его вида конструкции РЭС
(предварительный
варйант);
&
конструкторские расчеты, под тверж даю щ и е выполненную
п редварительн ую компоновку изделия.
Этап IV . Технический проект (ТГ1)— ГО С Т 2.120— 73. В ы ­
полняется с целью выявления окончательных решений компонов­
ки и р азм ещ ен и я конструктивных элементов, конструкций плат,
элем ентов электрических и механических связей и других т ех ­
нических решений, д аю щ их полное представление о конструк­
ции изделия.
Р е зу л ьт а то м выполнения этого этапа проектирования я в л я ­
ются:
ч ер т е ж общ его вида конструкции Р Э С (окончательный в а ­
риант) ;
конструкторские расчеты, п одтверж даю щ и е выполненную
окончательную компоновку конструкции.
Этап V. Р аб очи й проект (ГОСТ. 2.102— 68). Выполняется с
целью р а зр а б о т к и и оформления чертежей деталей и сборочных
единиц, спецификаций и других рабочих документов, оговорен­
ных в ТЗ. П р и проектировании с использованием а в том ати зи р о­
ванного рабочего места конструктора (А РМ ) выполняю тся чер­
т е ж и в виде машинной графики.
Этап VI. Заклю чи тельное оформление, б рош ю ровка п о я с ­
нительной запи ски (П З ) и подготовка д о к л а д а (5— 7 мин) к
защ ите.
1.2 П Р О Б Л Е М Н О Е О Б У Ч Е Н И Е В П Р О Ц Е С С Е
КУРСОВОЕО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
П роб лем н о е обучение предполагает постановку за д а ч и и о р ­
ганизует ее решение, в результате чего знан ия усваиваю тся п у ­
тем поисковой деятельности обучающихся. Именно т а к позн а­
в а т ел ьн а я деятельность студентов приобретает научный х а р а к ­
тер, а знания, полученные самостоятельно, усваиваю тся полнее,
лучш е запом инаю тся.
П р ивед ем следующие основные этапы проблемного обучения
студентов.
1. Возникновение основной проблемной ситуации при' з н а ­
комстве студента с Т З на курсовое проектирование. Следует
учитывать, что проблемные ситуации во зни каю т не всегда, а
лиш ь в определенны х случаях. П р е ж д е всего зад ан и е долж но
отвечать двум требованиям : соответствовать уровню подготов­
ленности обучаю щ ихся (ни слишком трудное, ни слишком л е г ­
кое за д а н и е не вызовут проблемной ситуации) и быть актуаль- ным.
2. П оиск общ его решения (выдвижение гипотез, их о б су ж ­
дение и проверка, ан ал и з аналогичных конструкций, выбор нап7
равления проектирования и основных конструкторских решений
и т . д.).
3. Реш ение частных зад ач , возникаю щ их при р а з р а б о т к е д е ­
та лей конструкции.
4. П олучение окончательного ре зу л ьт ат а и его оцен ка с у ч е ­
том требований, п ред ъяв ляем ы х ТЗ.
Следует отметить, что решение проблемной ситуации (вы ­
полнение курсового проекта)
м ожет быть осуществлено поразном у. Если курсовой проект выполняется по р азрабо тан н ы м
к аф едрой методическим ука за н и я м , в которых приведены при­
меры расчетов узлов, блоков РЭ С , то практически поставл ен­
н ая в ТЗ проблема у ж е решена и об учаю щ ем уся остается под­
ставить в математические ф о рм у лы за д ан н ы е числовые зн а ч е ­
ния. Такой вариант обучения не м ожет быть рекомендован^ т а к
к а к не обеспечивает требумой активности студентов в учебном
процессе.
Если создана ситуация,' п о б у ж д а ю щ а я обучаю щ егося о б ес­
печить высокое качество проектируемого у зл а или б л о к а РЭС,
то тот вынуж ден последовательно перебирать разл ич ны е в а р и а н ­
ты (разумеется, в р а м к а х Т З ) , вы б и р а я те, которые позволяет
создать оптимальное по качеству устройство. И м енно т а к а я
ф орм улировка за д ан и я позвоАяет наилучш им о б р азом -осущест­
вить проблемное обучение.
Время, отводимое на проектирование, м ожно уменьшить,
используя ЭВМ . Р е а л ьн ы й путь использования ЭВМ-— работа
студентов по готовым, отработанны м п р ограм м ам , тем более
что инженер-конструктор, вероятно, еще долго будет выступать
в роли пользователя готовых црограмм, т а к как его инструмен­
том в настоящ ее врем я являю тся А Р М с соответствующим
программ ны м обеспечением.
К а к показы вает опыт, применение готовых программ п о зв о ­
л я ет р еал изовать поиск наилучших решений путем перебора
в арианто в и методов решения экстремальны х зад ач . Это осво­
б о ж д ае т студента от рутинной вычислительной работы и дает
возм ожность уделить больше внимания конструированию, ком
поновке, выбору м атери алов и т. д.
1.3. Т Е М Ы К У Р С О В Ы Х П Р О Е К Т О В
Темы курсовых проектов д о лж н ы быть актуальны м и, о т р а ­
ж а т ь профиль вуза и научную тем атику каф едры , обеспечивать
элем енты научно-исследовательской работы и проблемного обу­
чения. Только в этом случае в о зр астает активность и ответствен­
ность обучающегося з а своевременное выполнение проекта.
Темы вы бирают непосредственно сами студенты из числа
в
п р е д л а га е м ы х руководителем курсовых проектов. Д опускается
сам остоятельное ф ормирование тем по м а те р и а л а м производ­
ственных практик, У И Р С , Н И Р С , хоздоговорных тем и по сог­
л аш ен и ю с руководителем п р о е к т а . ,
В соответствии с программой дисциплины «Конструирование
Р Э С » за основу м ожно принять следующие темы курсовых п р о­
ектов:
1. Бортовой ради ол окато р на микросборках.
2. С путни ковая Э В М на микросборках.
3. Б о р т о в а я станция радиосвязи на микросборках и ф ильт­
р а х поверхностно-акустических волн.
4. Вторичный источник электропитания (В И П ) в м икром и­
ниатю рном исполнении.
5. С ам ол етн ы й ответчик на микросборках.
6. С ам о л етн ы й радиокомпас.
П ри ф орм у ли ро вке тем курсовых проектов необходимо учи­
ты вать, что у ж е на данном этапе можно активизировать п ро ­
цесс обучения студента, привить е м у - навыки коллективной
рабо ты и т. д. Н апри м ер, в ряде случаев целесообразно пору­
ч ать двум-трем студентам конструкторскую р а зр а б о т к у несколь­
ких вари ан тов нестандартных В И П (варианты за д аю т ся техниз е с к и м за д ан и ем ) или одну сложную тему. В данном случае
несколько студентов выполняют одну больш ую работу, сравни­
в а я свои результаты*, т. е. выполняется коллективн ая р аб о т а по
ком плексной теме. Если защ ита проекта закан чи вается фразой:
« Р а зр а б о т а н н ы й мною вариант конструкции менее удачен, чем
у моего коллеги», то воспитательную роль такого ф а к т о р а т р у д ­
но переоценить.
1.4. З А Д А Н И Е Н А К У Р С О В О Е П Р О Е К Т И Р О В А Н И Е
К а ж д о м у студенту выдается зад ан и е на курсовой проект, в
котором руководитель проекта ука зы в а е т срок выдачи заданий
и д а т у за щ и т ы проекта. З а д ан и е оф орм ляется на специальном
б л а н к е (прил. 1), в котором записываю тся: тема проекта, и с х о д ­
ные д анны е к проекту; объем и содерж ание графических работ;
объем и со дер ж ан и е расчетйо-пояснительной записки; р еком ен ­
д у е м а я л и т е ра ту ра ; дополнительные у к а за н и я к проекту.
, Т е м а п р о е к т а . Реком ендации по выбору темы проекта
излож ены в п.-1.3.
И с х о д н ы е д а н н ы е к п р о е к т у . Основными исход­
н ы ми д ан н ы м и д л я выполнения проекта являю тся:
схема эл ектр ич еская принципиальная (ЭЗ) устройства, в ы ­
полненная в полном соответствии с Е С К Д (прил. 2 );
' электрические требования с указан ием данны х, наиболее х а ­
9
р актер ны х д л я р а з р а б а т ы в а е м о го устройства, например, для
радиолокационного приемника: чувствительность, рабочий д и ­
апазон частот, избирательность и др.;
конструкторские требования: компоновочные данны е ( г а б а ­
риты, м асса, координаты центра тяж е с ти и точек к реп лен ия);
по к а за те л и надежности; степень унификации; технологичность
конструкции и т. д.;
v условия эксплуатации за д а ю т с я объектом эксплуатац ии РЭ С
с ука за н и е м конкретных количественных п о казателей воздействий-на Р Э С ;
- •
технико-экономические т р ебовани я за д а ю т с я серийностью
производства устройства и группой изделия в зависимости от
. стоимости его р а зр а б о т к и и производства.
О б ъ е м и с о д е р ж а н и е г р а ф и ч е с к и х р а б о т . Гра­
ф ическая часть проекта вклю чает комплект чертежей на р а з р а ­
б аты в а ем о е устройство объемом не менее 2-х листов ф орм ата
А1 по ГОСТ 2.301— 68.
О б ъ е м и с о д е р ж а н и е р а с ч е т н о-п о я с н и т е л ь н о й
з а п и с к и . Объем расчетно-пояснительной записки обычно сос
т а в л я е т 25— 30 листов .Реком ендуем ая последовательность и з­
л о ж е н и я м а тер и а л а приведена в разд. 5.
Р е к о м е н д у е м а я л и т е р а т у р а . Руководитель проекта
н а зы в а е т литературу, которую студенту необходимо использо­
вать при разрабо тк е конструкции РЭС.
Д о п о л н и т е л ь н ы е у к а з а н и я к п р о е к т у . Этот р а з ­
дел используется руководителем проекта для
включения д о ­
полнительных требований к проекту, а такд<е д л я ^включения
дополнений, котор ое появляются у студента при р аботе над
курсовым проектом.
1.5. О Р Г А Н И З А Ц И Я К У Р С О В О Г О П Р О Е К Т И Р О В А Н И Я '
Д л я организации курсового проектирования на каф едре р а з ­
р аб а т ы в а ю т с я методические у казан ия к работе, в которых о п р е ­
делены темы проектов, порядок выдачи заданий, содерж ание
р а з р а б а т ы в а е м ы х вопросов, требования к оформлению, а т а к ж е
порядок проведения консультаций и защ иты проектов.
Руководитель проекта ока зы ва е т помощь студенту в со став­
лении календарного гр а ф и ка работы на весь период про ек ти р о­
вания, рекомендует необходимую литературу; проводит систе­
матические, предусмотренные как расписанием занятий, т а к и
н а зн ачаем ы е по мере необходимости консультации; проверяет
выполнение работы (по частям и в це^ом) и организует защ и т у
проектов. О д нако контроль со стороны руководителя не осво
10
б о ж д ае т студента от ответственности за правильность выполне­
ния проекта и принятых решений.
Ц ел есо об разн о иметь специально подготовленные д л я вы ­
полнения курсовых проектов аудитории (конструкторские з а л ы ),
уд овлетворяю щ ие требованиям научной организации сам о сто я­
тельной рабо ты студентов. Учитывая ограниченное время обу­
чающихся,- особого внимания за с л у ж и в а е т планирование их
самостоятельной работы.
В табл. 1.1 дан вариант ориентировочного граф и ка самостоя
тельной работы.
Одной из форм организации самостоятельной работы сту­
дента явл яю т ся консультации, которые можно подразделить на
установочные, о рганизуем ы е перед началом курсового пр о е к ти ­
рования; текущие, проводимые руководителем проекта систем а­
тически в течение семестра; итоговые, организуемые перед з а ­
щитой курсового проекта. По способам проведения кон су льта­
ции бы ваю т: консультацня-г-совет, консультация— разъяснение,
кон су ль тац и я — обсуждениу.
К онсульт ация— совет начинается с р азъяснени я
сущности
предстоящ ей работы, затем даю тся советы, как лучше органи­
зов ать р а б о т у над проектом. Д а л е е студенты за д аю т возникшие
у них вопросы, и консультация продолж ается в- вопросно-ответ­
ной форме.
К онсульт ация— разъ яснение является наиболее р а с п р о с т р а ­
ненной. Н а ней студенты за д аю т вопросы, связанны е с при нци­
пом работы РЭ С , конструкторскими решениями и т. п. К онсуль­
тация проводится в вопросно-ответной форме и назначается
после соответствующего этапа работы над проектом с целью
с истем атизац ии приобретенных обучающ имся знаний и подтвер­
ж д ения правильности хода проектирования. Н а консультацию
обучаю щ ийся об яза н явиться подготовленным, поэтому руково­
д итель не всегда д олж ен д авать готовые и исчерпывающие о т ­
веты на все вопросы. Он отвечает на такие вопросы, которые не
наш ли соответствующего отраж ения в учебных пособиях, я в л я ­
ются спорными или возникли в результате реал изаци и приня­
того конструкторского решения. Д а ж е в этом случае пр е п о д а в а­
тель не д о л ж е н д ав а т ь исчерпывающие объяснения: необходимо
убедиться в том, что обучающийся правильно понял основное
и м о ж ет самостоятельно продолжить р ассм атр иваем ы й этап
работы.
К онсульт ация— обсуждение наиболее полезна при выпол­
нении курсового проекта. В этом случае руководителю ж ела­
тельно начинать с краткого вступительного слова и отвечать на
вопросы, связанные с уточнением особенностей рассматриваемо­
го РЭС. Руководитель в определенной последовательности ста­
11
вит перед обучающ имися, работаю щ им и, например, Над к о м ­
плексной темой, вопросы и организует их обсуждение, в кото­
ром принимают участие к а к студенты, т а к и он сам. В з а к л ю ч е ­
ние руководитель о б общ ает 'и т о г и обсуж дения, у к а зы в а е т на
недостатки, по лож ительн ы е результаты рабо ты и рекомендует
дополнительную литературу.
•
'
Таблица
1.1
Трафик выполнения курсового проекта
Этап
разработки
Наименование работ
15%
Анализ ТЗ и 3S Получение задания? подбор
Расширенное
и изучение литературы.
Анализ технического за д а ­
ния и схемы электрической
принципиальной.
Техническое
предложение
Эскизный
проект
12
Срок
выполнении
(неделя)
Контроль
Вид отчетности
ТЗ
Д о 5 дней
1—2
’
Анализ выполнимости кон­
структивных
ограничений:
анализ габаритных и ком­
поновочных параметров;'
выявление и предвари­
тельная проработка ори­
гинальных элементов, не­
сущих конструкций;
анализ применимости ме­
25%
тодов и способов защиты
от внешних и внутренних
дестабилизирующих фак­
торов, используемых
в
аналоге, прототипе;
Эскизы
поиск формы изделия.
Анализ выполнения, техни­
ческих, ; эргономических и
эстетических ограничений.
Выделение и согласование
дополнительных требований
ТЗ и методов конструиро­
вания.
Поиск технических решений
оригинальных элементов и
сборочных единиц.
Проработка конструктивно­
40%
го решения изделия:
поиск вариантов
конст­
руктивного решения;
оценка вариантов по ин­ Эскизы'
тегральному . показателю
качества;
оптимизация конструктив- Сборочный чертеж
ного решения
2
2—3
2 -3
3—4
4—5
5 —6
Окончание таблицы 1,1
Этап разра­
ботки
Технический
проект
Наименование работ
Контроль
Вид отчетности
Окончательная конструктор­
ская проработка:
конструирование печатных
60%
плат, уточнение конструк­
ционных материалов, не­
сущих
конструкций, за ­
щита
от механических
нагрузок и других внеш­
них факторов, обеспече­ Эскизы
ние теплового режима.
Проверочные расчеты для Расчеты
оценки уровня качества.
Рабочее
Разработка чертежей сбо­
троектирование рочных единиц и оригиналь­
ных деталей
Разработка сборочного чер­
тежа изделия
Разработка спецификаций
Составление пояснительной
записки, ведомости курсо­
вого проекта и окончатель­
ное оформление всех доку­
ментов.
Подготовка и защита курсово,го проекта
85%
Чертежи
сбороч­
ных единиц и ори­
гинальных деталей
спецификации.
100 %
Проект в целом
Срок вы­
полнения v
(неделя)
7—8
9— 10
11— 12
12— 13
14— 15
16
17
'
В повышении качества и эффективност'и обучения, к а к и з­
вестно, больш ую роль играют технические средства (Т С ), из к о ­
торых м ожно рекомендовать следующие:
ТС информации, обеспечивающие эффективное пред ставле­
ние больш ой по объему информации, необходимой д л я с а м о ­
стоятельной работы обучающегося; способствующие лучшему
ее восприятию (учебные кино- и диафильмы , телеконсультации
и т. д .);
ТС обучения и тренировки, используемые д ля ф ормирования
навы ков раб о т ы
(автоматизированные обучающ ие системы
(А О С ), выполненные на б азе А Р М конструктора, сопряженные
через блоки группового управления с 10— 16 дисплеям и);
вспом огательны е ТС, к которым относят устройства м ех ани­
заци и трудоем ки х процессов, экономящие учебное время сту­
дента.
Кроме того, полезно иметь макеты реальны х конструкций
Р Э С р а зл и ч н ы х структурных уровней и поколений с графичес­
13
ким м атериалом, представленны м, например, в виде альбомов
чертежей.
И спользование Д О С д о лж н о обеспечивать решение за д а ч по
теме проекта в диалоговом р е ж и м е . П ричем к а ж д о е действие
студента м ож ет быть принято АОС или отвергнуто. П р и послед
нем вар и а н те система в зависимости от вида допущ енной ошибки
воспроизводит на дисплее вспомогательный текст, что позволяет
исправить ошибку, либо у ка зы в а е т р а зд ел ы учебника, которые
д олж ен изучить студент прежде, чем продолж ить решение з а ­
дачи. В реж и ме контроля знаний и готовности студента к защ ите
проекта система за д а е т ему вопросы. По р езул ьт ат а м ответов
на дисплей выводится итоговая оценка, а т а к ж е информ ация
(если это необходимо) о том, как ие темы и~по как и м источни­
кам необходимо дополнительно изучить.
Д л я повышения эф ф ективности данного этапа обучения м о ж ­
но рекомендовать включение в за щ и т у взаимного р ец ен зи р ов а­
ния обучающ имися курсовых проектов. Рецензент д о лж е н п о к а ­
зать свое умение' ра зб и р а ть ся в технических решениях, содер­
ж а щ и х с я в других проектах, находить их сильные и слабы е с то­
роны. З а щ и щ аю щ ем у проект студенту предоставляется в о з м о ж ­
ность ответить на за м е ча н и я рецензента. К ачество рецензии
может учитываться при окончательной оценке рецензентом кур ■
сового проекта.
1.6. О С Н О В Н Ы Е О П Р Е Д Е Л Е Н И Я
Системный подход есть т а к а я методологическая концепция,
при которой научно-технические объекты, объекты в природе и
обществе рассм атриваю тся как системы, т. е. к а к объединения
элементов, находящ ихся в определенном отношении друг к другу
и выступающих как единое целое по отношению к внешней с р е­
де. Он позволяет увидеть исследуемую систему к а к целостный,
единый комплекс взаим освязанн ы х элементов, объединенных
общей целью функционирования, д ае т возможность расш ирить
внутренние и внешние свойства системы.
Суть системного подхода к а к методологической концепции
можно сформулировать в виде следующих основных положений:
любой изучаемый объект или явление м ожно представить к а к
систему;
конкретный вид системы определяется не столько элем ентам и
и связями, сколько тем, какое поведение о б ъекта исследуется;
одна и та ж е подсистема м ож ет о б лад ать одновременно р а з ­
личны м и характеристикам и, ф ункциями и д а ж е принципам и
построения;
исследование системы неотделимо от среды, в которой она
14
функционирует. Система всегда изучается к а к подсистема сис­
темы более высокого ранга;
описание элем ентов системы не является определяющим,
поскольку к а ж д ы й из элементов описывается не изолированно, а
с учетом его места в «целом»;
изучение свойств и функционирования элементов вне з а в и ­
симости от связей системы не имеет смысла;
свойства, возникаю щ ие при объединении элементов в сис­
тему, не сводятся к простой сумме свойств элементов.
И ны ми словами, с точки зрения системного подхода «целое»
не я в л я е т с я простой комбинацией своих подсистем, но оно о б л а ­
дает свойствами, которых нет ни у одной из частей в отдел ь­
ности, причем «целое» считается более важ н ы м, чем части, а
взаимодействие, элементов — более важным, чем сами элементы.
П рим енительно к сложны м Р Э С сущность системного под­
хода м ож н о сф ормулировать в. виде р я д а основных принципов.
1. Принцип цели. Состоит в выделении цели или множества
целей, до стиж ение которых является результатом ф ункциониро­
вания исследуемой системы.
2. Принцип соответствия системы цели. Состоит в выделе
нии ком плекса технических средств, которые р ассм атриваю тся
ка к система, в резу л ьтате функционирования которой д олж но
обеспечиваться достиж ение цели.
3. Принцип иерархии систем. Вы деленная система р а с с м а т ­
ривается, с одной стороны, как подсистема некоторой суперсис­
темы, а с д ругой — к а к система, состоящ ая из ряда подсистем.
4. Принцип субоптимальности. Д а нны й принцип состоит в
том, что оптим альное поведение системы не требует ойтимального (в л о кал ьн ом смысле) поведения подсистем.
5. Принцип иерархии-целей. Он состоит в подчинении ф у н к ­
ционирования системы целям системы более высокого уровня.
Будучи методологической концепцией, системный подход не
содерж ит в себе конкретных средств решения зад ач ан а л и за и
синтеза систем. Он способствует, главным образом, выработке
правильного метода мышления о процессе управления и ок р у ­
ж а ю щ е м мире и предписывает исследователю определенный
об раз действия.
Конст рукция Р Э С облад ает всеми сформулированными выше
при знакам и , присущими системе. Конкретизируя их, целесо­
об разно отметить следующие особенности:
наличие конструктивной иерархии;
наличие вполне определенных связей, м еж д у элем ентам и кон­
струкции;
пр остранственная упорядоченность во взаимном размещении
и ориентации структурных уровней конструкции и элементов,
входящ их в их состав;
*5
наличие внешних воздействий на конструкцию;
способность конструкции норм ально ф ункционировать с з а ­
д анны м и показателям и, определяем ы м и техническими и э к с ­
плуатационны ми х арактеристикам и ;
наличие связей м еж д у человеком и конструкцией к а к эл ем ен­
т а м и эргодической системы.
'
~
Отмечая свойства, присущие Р Э С , следует особо подчерк­
нуть, что ф ункциональное предназначение радиоэлектронного
изделия определяет специфику и особенность конструктивного
реш ения каж дого структурного уровня и Р Э С в целом. Они
проявляю тся в особенностях организации
пространственной
структуры изделия, в способах конструктивной р еал изаци и не о б ­
ходимых связей меж ду элем ентам и конструкции, в м етодах кон­
структивного обеспечения электромагнитной совместимости и
электрической прочности, теплоотвода, в конструктивных мерах
защ иты от действия дестабилизирую щ их ф акторов д ля зад ан ны х
условий эксплуатации, в конструктивной р еал изаци и о п т и м а л ь ­
ных связей человека с РЭ С .
Определяю щ ее значение в конструкциях Р Э С имеют связи
м е ж д у составляющ ими элементами, которые по их природе
могут быть разделены на геометрические, кинематические и
физические [19]. Кроме того, связи ра зд ел я ю тс я на связи с объек
том, с окр уж аю щ ей средой, с человеком-оператором и связи с
цроизводством, изготовляющим конструкцию. С вязи в данной
конструкции определяю т ее существо, ее свойства, а т а к ж е отли­
чие данной конструкции от других, т. е. они самым подробным
образом описывают и х арактеризую т конструкцию.
Лю бое свойство конструкции имеет две стороны: количест­
венную и качественную. Величины, х ар актер изу ю щ и е свойства
конструкции количественно, назы ваю тся параметрами. Понятно,
что л ю б ая конструкция Р Э С о б л а д а е т множеством парам етров,
которые классифицируются одинаковым со свойствами образом.
Качественно свойства конструкции о то бр а ж аю т ся структурами,
которые можно определить как схему устойчивых связей между
элем ентам и конструкции. Именно схема связей приводит к тому,
что различные свойства конструкции могут быть получены из
одних и тех ж е элементов, если они связаны м еж д у собой р а з ­
лично, т. е. имеют различны е структуры. Конструкцию опреде
ляют не толькб структура, но и парам етры и воздействия на
нее. Эти воздействия суть характеристики связей конструкции
со средой, объектом и человеком — оператором, и они состав­
л яю т часть общего многообразия связей конструкции.
Таким образом, конструкция хар актер изу ется
многими
структурами, параметрами и воздействиями. П оэтому здесь мы
16
ймеем дело с математическими м нож ествами структур, п а р а м е т ­
ров и воздействий.
В соответствии с современной классификацией типовая ст­
руктура конструкции радиоэлектронной аппаратуры , б а з и р у ю ­
щ ая с я на элементном базисе, содержит четыре уровня — от ну­
левого до третьего [1,4]. Ниж ним, нулевым, структурным уров­
нем конструкции я в л яю т ся печатные узлы (ячейки), а в м икро­
электронном исполнении — гибридно-интегральные узлы. С трук­
турные единицы первого уровня (модули M l) образуются путем
сборки узл о в нулевого уровня на базовой несущей конструкции
модуля M l , в качестве которого служит рам а, кассета. Н а несу­
щей конструкции м одуля M l может устан авли ваться несколько
ячеек. С труктурны м и единицами второго уровня — м одулями М2
являю тсся блоки, автономные или встраиваемые в приборную
стойку (ш к а ф ). М одули М2 образую тся-путем установки м оду­
лей первого уровня на несущей (базовой) конструкции второго
уровня, в качестве которой используется каркас, корпус. Если
блок — ф ункционально и эксплуатационно законченный прибор,
то он я в л я е т с я структурной единицей высшего уровня. Третий
структурный уровень представляет собой сложную многоблоч
ную Р Э С , конструктивно выполненную в виде стойки, ш каф а
или с т е л л а ж а , которая
комплектуется блокам и — модулями
второго уровня. П рим еры конструкций первого, второго и третье­
го структурного уровней можно посмотреть в работах [3, 4].
С ледует подчеркнуть, что все рассмотренные уровни конст­
рукции я в л яю т ся сборочными единицами, и каж ды й структур­
ный уровень ком плектуется модулями более низкого уровня,
иначе говоря, в конструкциях РЭ С реализуется принцип в х о ж ­
дения структурны х единиц низшего уровня в единицы более
высокого уровня. Разукрупнение схемы электрической при нци­
пиальной Р Э С на функциональные узлы и устройства при конструировании позволяет реализовать эти узлы в конструктивных
м одулях н у л е в о г о ,п е р в о г о и более высоких уровней. О бъедине­
ние модулей в единой конструкции изделия дает возможность
создать изделие, об лад аю щ ее заданны м и свойствами, отсутст­
вующими у его составных частей.
Необходим ость представления конструкции РЭС в виде мо­
дулей низших уровней обусловлена рядом факторов. Возможно
п а р а л л е л ь н о е проектирование и производство составных частей
изделия, что существенно сокращ ает сроки р азрабо тк и и изго­
товления. П о я в л яе т с я возможность унификации и стандартиза
Ции, особенно структурных единиц низших уровней, т а к как по
ф ункц ионал ьн о м у назначению, техническим данным, г а б а р и т ­
ным и весовым п ок азател я м разработанн ы е модули могут п р и ­
меняться в а п п ар а т у р е различного назначения, что увеличивает
17
объем применяемости. Чем выше уровень унификации и чем
более высокие структурные уровни модуль охваты вает, тем б о л ь­
шие возможности откры ваю тся д л я реал и зац и и модульного кон
струирования РЭ С. В конечном итоге использование перечислен­
ных возможностей д ае т значительный экономический эффект.
Конструирование Р Э С к а к об ъект инженерной деятельности
есть процесс поиска, нахож дения и о т р а ж е н и я в конструктор­
ской документации ( К Д ) формы, разм еро в и состава изделия,
входящ их в него деталей и узлов, используемых м атериалов,
комплектующ их изделий; взаимного располож ен ия частей и
связей м еж ду Ними, указан и й на технологию изготовления — с
цел ью обеспечить производство изделия зад ан н ы м и свойствами.
Результатом конструирования
является создание полного
ком плекта К Д , на основе которого организуется производство
РЭ С . Конкретный состав К Д , р а зр а б а т ы в а е м о й на к а ж д о й с т а ­
дии проектирования, определяется4 ГОСТ 2.102—68. П ри опре
делении комплектности К Д р азл и ч аю т основной конструктор­
ский документ, основной комплект КД , полный комплект КД .
Основным К Д Для деталей является чертеж детали, д л я сбороч­
ных единиц, комплексов и комплектов — спецификация. В ос­
новной комплект К Д входят документы, относящиеся ко всему
изделию в целом, например, сборочный ч ертеж изделия, схема
электрическая принципиальная изделия, электром онтаж н ы й
ч ер теж изделия. П олный комплект К Д — документы, которые
вклю чаю т основной комплект К Д на все изделия, а т а к ж е основ­
ные комплекты К Д на составные части данного изделия.
2. М Е Т О Д И К А К О Н С Т Р У И Р О В А Н И Я
2.1. П Р О Ц Е С С К О Н С Т Р У И Р О В А Н И Я К А К С И С Т Е М А
Основой д ля разр аботки изделия и доследующей постанов­
ки его на производство является ТЗ, которое составляется пред
приятием -разработчиком на основании з а я в к и за к а зч и к а . О с ­
новные функции, выполняемые предприятиями: з а к а зч и к а м и , р а з ­
работчикам и , изготовителями, и потребителя, а т а к ж е порядок
составления, согласования и у тверж дения Т З, порядок разр а б о т
ки и постановки продукции на производство у стан авли вает
ГО СТ 15.001— 88.
Р а з р а б о т к а и изготовление изделий в промы ш ленны х м а с ­
ш табах— сложны й и дли тел ьн ы й процесс, который по времени
расчленяется на р я д стадий, реглам ен ти руем ы х ГОСТ 2.103—68.
Основное назначение р а зд ел е н и я процесса проектирования на
18
временные стадии состоит в последовательной проработке кон­
струкции будущ его изделия, в постепенном ее совершенствова­
нии и доведении ее показателей до того уровня, который соот­
ветствует требо вани ям ТЗ. Д о л ж н ы быть выполнены соответст­
вующие р а с ч е т ы ,м о д е л и р о в а н и е , изготовлены и испытаны м а ­
кеты. М ногостадийность отр а ж а е т итеративный процесс поиска
конструктивного решения в многомерном пространстве п а р а м е т ­
ров, в ы р а ж а ю щ е м основные свойства конструкции. Сложность
поиска оптим ального варианта решения состоит в необходимости
удовлетворения разнообразны м и противоречивым требованиям
Г"3.
П р едставл ен и е поиска конструктивного решения к а к системы
позволяет установить общие закономерности направленного м ы ш ­
ления кон структора д л я достижения конечного результата, т. е.
решения проблемы. Современная наука характеризуется ком ­
плексным системным подходом к изучению явлений и построе­
нием собственно процесса познания их закономерностей в виде
системы. Процесс конструирования как система может быть о п и ­
сан схемой, изображ енн ой на рис. 2.1 [26]. Основными систем­
ными об ъ е к т ам и являю тся: вход, процесс, выход, модель в ы ­
хода, сравнение, об р ат н а я связь.
В х о д — это совокупность факторов, побуждающ их систему к
действию. Т аки м и ф акторам и являю тся требования Т З и о г р а ­
ничения при конструировайии.
П роцесс — это собственно поиск и генерирование вариантов
конструкторских решений и представление их в виде КД .
В ы х о д — это конкретный вариант решения, описывающий
свойства конструкции, ее параметры и воздействия.
М о д е ль в ы х о д а — это идеализированный вариант решения
проблемы, в р ассм атриваем ом случае — идеальная модель к о н ­
струкции, п а р а м е т р ы которой полностью соответствуют требо­
ваниям Т З и улучшенным характеристикам прототипов 'конст­
рукций.
В б локе сравнения сравниваются качественные и количест­
венные п о к аза те л и конструкции, соответствующие выбранному
варианту реш ения, с показателям и идеализированной модели.
Сравнение осущ ествляется по зар а н е е вы бранны м критериям.
В случае, если имеются различия в показател ях разработанного
в арианта и модели выхода, об ратная связь побуж дает систему
к генерированию нового варианта конструкторского решения
(или определенной переделке отдельных конструктивных реш е­
ний преды дущ его варианта р а зр а б о т к и ), и" д ал ее все операции
повторяются. Выход из системы соответствует той ситуации,
когда р а с х о ж д ен и я в блоке по выбранным критериям отсутст-
19
вуют. Это означает, что поставленная цель Достигнута, проблема
решена.
Естественно, что описанная схема достаточно абстрактна и
намечает л и ш ь общие контуры решения. Тем не менее ее сущ ­
ность о т р а ж а е т системный подход к решению проблемы. В ней
отчетливо п р осм атр и в аю тся сочетания методов синтеза (построе:
ние конструктивного реш ен ия), ан а л и за (в целях установления
показателей р азр аботанн о го в арианта конструкции н соответ­
ствия их з а д а н н ы м по Т З) с последующим синтезом (построе­
ние нового в а р и а н т а конструкторского решения).
2.2. М Е Т О Д И К А П О И С К А
КОНСТРУКТОРСКОГО РЕШ ЕНИЯ
Алгоритм проектирования любой конструкции Р Э С опреде­
ляется логикой действий конструктора, основные правила кото­
рых могут б ы ть сведены к следующему:
определить ядро зад ан и я , т а к ка к в нем зал о ж е н а совокуп­
ность всех в о зм о ж н ы х решений;
ком б ин иру я все возможны е конструктивные элементы, опре­
делить все в озм ож н ы е варианты решения задачи;
определить содерж ащ и еся в каж до м варианте решения недос­
татки;
устранить или уменьшить до минимума действие тех недос­
татков, ко торы е поддаю тся этому;
оты скать реш ения с наименьшим числом недостатков (опре­
деление н аи лучш его варианта) ;
создать докум ентацию для практической реализации наилуч­
шего ва р и а н т а .
Д л я нач инаю щ его конструктора РЭС процесс принятия ре
шения м о ж е т состоять из следующих этапов.
1. Постановка за дач и — формирование технико-экономичес­
ких и специ альны х требований к изделию (стадия проектирова­
ния — Т З и техническое предложение).
2. П о и с к р е ш е н и я — подбор вариантов конструкций, удов­
л етво ряю щ и х сформулированным на 1-м этапе требованиям,
или р а з р а б о т к а нового варианта (стадия проектирования
эс
кизный проект).
3. Построение м одели-— ф о р м ал и за ц и я - идей и принципов,
залож енны х в проекте. ,
4. Оптимизация — процесс применения формальных методов
для отыскания наилучших характеристик выбранного проекта
по его абстрактной модели.
5. А н а л и з — оценка соответствия проекта заданным показа­
телям качества и ограничениям.
21
р а з р а б а т ы в а е м о го изделия. А нализ рекомендуется выполнять
в такой последовательности:
произвести анализ требований ТЗ;
выполнить анализ схем ЭЗ, уяснить принцип работы изделия;
произвести ан ал и з элементной базы;
изучить конструкторские аналоги.
П р и а н а л и зе требований Т З необходимо уделить внимание
той группе требований, которая с вязана с конструктивными осо­
бенностями р а зр а б ат ы в а е м о го изделия, условиями его эк с п л у а ­
тации, объемом производства.
П ри анализе ТЗ необходимо установить: назначение изделия;
место установки и условия эксплуатации; способы сочленения
р азр а б а т ы в ае м о го изделия с рбъектом установки; требования к
габари там , массе, форме изделия; требования защ иты от кл и­
матических воздействий; требования защ иты от механичёских
воздействий; требования обеспечения электромагнитной и т е п л о ­
вой совместимости; требования обеспечения ремонтопригодности;
т ребовани я по обеспечению технологичности конструкции; т р е ­
б ования обеспечения электрической прочности и техники безо­
пасности; требования технической эстетики и эргономики; э к о ­
номические требования; остальны е требования, учитываю щие
конструктивные особенности изделия.
А н а л и з схемы элект рической п р и н ц и п и а ль н о й целесообразно
проводить на уровне функциональной схемы. П ри этом удается
выделить функциональные узлы и устройства, которым в после­
дующем можно придать конструктивную обособленность. При
анал изе ЭЗ целесообразно установить рабочие частоты, оп ре­
делить элементы и узлы, чувствительные к парази тн ы м н а в о д ­
кам, которые, в свою очередь, могут я вл яться источниками
помех, а т а к ж е сделать выводы о целесообразности э к р а н и р о ­
вания. Необходимо уяснить, какие органы управления и инди­
кации д олж ны быть вЁщесены на лицевую панель, какие из эле
ментов и приборов являю тся наиболее т яж ел ы м и и требуют
специального крепления, какие элементы являю тся те п л о н а г­
руженны ми. Следует т а к ж е определить, каким и элементами
внешней электрической связи изделие соединено с другими уст
ройствами, установить наличие высоковольтных цепей с тем,
чтобы, с одной стороны, обеспечить электрическую прочность, а
с другой — безопасность работы оператора. Н а основании пр о в е ­
денного ан а л и за необходимо уяснить принцип работы конструи­
руемого изделия.
,
Ц е ль а н а л и за элемент ной базы состоит в том, чтобы устано- вить, соответствует ли эл ем ентная б а з а за д ан н ы м х а р а к т е р и с ­
тикам конструируемого изделия при предусмотренных Т З у с л о ­
виях эксплуатации и, в случае несоответствия, пред лож ить кон­
24
структивные методы обеспечения нормального ф ункционирова­
ния изделия. При таком анализе производится т а к ж е оценка
схемной надежности. Сопоставление данных, полученных на о с ­
нове а н а л и за условий эксплуатации, с характеристикам и Э Р И
позволяет конструктору сделать обоснованные выводы.
П р и а н а л и зе конструкторских ана ло гов, в соответствии с
ГО С Т 2.116— 84, следует выбирать изделия, имеющие то же
ф у нкциональное назначение, что и разрабаты ваем ое. Как п р а ­
вило, конструкторские аналоги по парам етрам д олж ны соответ­
ствовать лучшим отечественным и заруб еж ны м образцам.
Ц ел ь выполнения а нал иза конструктивных' решений а н а л о ­
гов состоит в том, чтобы ко н стру к то р. мог представить себе
о б раз будущ его изделия. П омимо этого, при выполнении такого
ан а л и за конструктор изучает наиболее удачные решения элемен­
тов и узлов, конструкции и технологию их изготовления с тем,
чтобы использовать их в р а зрабаты в аем о м изделии, обеспечивая
тем сам ы м преемственность конструкторской разработки. При
изучении конструкций РЭС аналогичного назначения необхо­
димо оценить внешнюю компоновку с точки зрения обеспечения
удобства работы оператора и выполнения требований техничес­
кой эстетики. Следует изучить способы обеспечения ремонто­
пригодности, влагозащ иты , в том числе методы защ иты конст­
рукционных м атери алов от коррозии, теплового реж и м а; у с т а ­
новить особенности внутренней компоновки, крепления конст­
руктивно-функциональны х узлов на несущей конструкции, спо­
собы вы полнения электрического м онтаж а, конструктивные ме
тоды обеспечения электромагнитной совместимости, защ иты ог
механических воздействий.
2.3. К О Н К Р Е Т И З А Ц И Я Т Р Е Б О В А Н И И .
К Р А ЗР А Б О ТК Е КОНСТРУКЦИИ.
В Ы Д Е Л Е Н И Е СТРУКТУРНЫХ УРОВНЕЙ
КОНСТРУКЦИИ
По р е зу л ь т ат ам конструкторского ан а л и за необходимо сфор
м улнровать конкретные требования к конструкции (блок 3 на
рис. 2.3) и при необходимости р а зработать дополнительные.
Основное внимание следует сосредоточить на уточнении следую ­
щих требований и указаний:
по выбору типо разм ера корпуса конструкции;
по р азм е щ е н и ю органов управления, индикации н р егулиро­
вания на л ицев ой и других панелях прибора;
по разм ещ ен ию элементов и органов внешней стыковки и з ­
д ел и я с другим и приборами, в том числе по способам подсоеди­
нения к источникам питания;
25
по методам защ иты от вибраций и ударов, способам кр еп ле ­
ния и контровки конструктивных узлов на несущих элементах
конструкции;
по обеспечению ремонтопригодности;
по способам обеспечения нормального теплового р еж и м а;
'п о защ ите от коррозии, обеспечению герметизации;
по применению стандартных и унифицированные узлов.
Ф ормулирую тся т а к ж е другие требования, не содерж ащ и еся
в общем ТЗ, но которые необходимы при детал и зац и и р а з р а б о т ­
ки.
Этап выделения структурных уровней конструкции (блок 4)
выдвигает за д ач у разукрупнения исходной схемы ЭЗ на ф у н к ­
циональные узлы (ФУ) и устройства с тем, чтобы реализовать
их в конструктивных модулях. С ам ы м слож ны м и ответственным
элементом при выделении структурных единиц я в л яется ф о р м и ­
рование модулей низших уровней. Комплектование структурных
единиц низших уровней рекомендуется производить с использо­
ванием следующих основных принципов:
ф ункциональная законченность;
электром агнитная, тепловая, механическая
совместимость,
технологичность.
И спользование принципа функциональной законченности о з ­
начает, что в состав структурной единицы вклю чаю т одно или
несколько функциональных устройств, придаю щих ей ф ункцио­
нальную завершенность.
И спользование принципа электромагнитной совместимости
состоит в том, что в состав структурной единицы вклю чаю т такж е
элементы и ф ункциональные узлы, которые при ф ункц иони рова­
нии в режиме, предусмотренном схемой, не вы зы ваю т изменения
выходных параметров устройства сверх установленных допусков
вследствие взаимных паразитных связей и наводок. П рименение принципа тепловой совместимости состоит в том,
что в состав данной структурной единицы включают такие э л е ­
менты и ф ункциональные узлы, которые при функционировании
в реж име, предусмотренном схемой, не вы зы ваю т
изменения
выходных параметров устройства сверх установленных допусков
вследствие перегрева.
Соблю дение принципа механической совместимости означает,
что в состав структурной единицы нецелесообразно вклю чать
одновременно очень т яж е л ы е и очень легкие, чувствительные к
механическим воздействиям элементы.
Технологичность означает обеспечение удобства разм ещ ен ия
элементов и электро м онтаж а, «возможность использования авто
матического оборудования д ля установки и контроля, удобства
25
крепления и выполнения связей с другими элементами кон ст­
рукции.
Д а н н ы е принципы используются т а к ж е при формировании
структурны х единиц высших уровней.
В курсовом проектировании ориентировочное число модулей
(ячеек) первого уровня, из которых будет состоять проектируе­
мое изделие, определяю т следующим образом. И спользуя метод
аналитической компоновки, определяю т разм еры подложек ячеек
д ля разм ещ ен и я ф ункциональных устройств данного уровня в
соответствии с вы раж ением
к3
’
где S — тре б уе м а я площ адь подложки ячейки, см2;
S 3, — установочная площ адь Э РИ , входящего в состав мо­
д уля, см2;
к э — коэффициент заполнения площ ади подложки.
Установочные разм еры и площ ади Э Р И берут обычно из п а с ­
портных данны х. Некоторые сведения об установочных р а з м е ­
рах Э Р И с одерж атся в работах [2, 10].
Коэф ф ициент заполнения площ ади подложки ks и м е е т 'з н а ­
чения;
0,4 ...0,6 — д л я элементной базы 2 и 3-го поколений;
0,4 ...0,8 — д ля элементной базы 3 и 4-го поколений.
З н а я габари тн ы е разм еры изделия (указан ы в Т З ) , ориенти­
ровочно определяю т типоразмер П П для модулей первого у р о в ­
ня. П ри этом ж ел ательн о использовать унифицированный ряд
р а зм е ро в П П (ГО СТ 10317—79 «П латы печатные. Основные
р а зм е р ы » ); 170 x 75, 170 x 1 5 0 , 170 x 200м м.
Р а з д е л и в S на площ адь П П выбранного типоразмера, м о ж ­
но получить число модулей первого уровня. Естественно, такой
подход я вл яется оценочным; число модулей можно скорректи­
ровать исходя из условий эксплуатации, назначения изделия,
состава его электрической функциональной схемы, применяе­
мого технологического процесса изготовления и т. д. Кроме того,
часть электрических компонентов, такие как устройства у п р а в ­
ления и индикации, выходные и входные элементы эл ектричес­
кой комм утации, не могут быть разм ещ ены на П П — они у с т а ­
на в л и ва ю тс я на переднюю или заднюю панель изделия. При
ф ункциональном разукрупнении Э З такие элементы до лж ны
быть з а р а н е е выделены в отдельную подсхему.
Т аки м образом , на рассм атриваемом этапе конструкторской
р а з р а б о т к и определяется количество- и состав всех структурных
единиц. Д а л ь н е й ш и е этапы конструирована могут идти по двум
27
возможным путям (блоки 5 или 6), ка к по казано на схеме рис.
2.3. Рассм о три м зад ач и, р еш аем ы е на этапе 6.
2.4. П Р Е Д В А Р И Т Е Л Ь Н А Я Р А З Р А Б О Т К А
И КОМПОНОВКА КОНСТРУКЦИИ
Н а данном этапе (блок 6) выполняется пр едварительн ая
р а з р а б о т к а пространственной структуры. П ри этом оп р е д е л яю т­
ся ф орм а изделия, габариты всех структурных единиц и всего
устройства, выполняется компоновка, т. е. разм ещ ен ие всех кон­
структивно-функциональных узлов (КФУ) в объеме конструк­
ции. В зависимости от уровней модульности р азл и ч аю т несколь­
ко уровней компоновки устройства: микросхем и Э Р И на плате,
ячеек в блоке, блоков в устройстве и т. д. П р и компоновке д о л ­
ж н ы быть учтены требования оптим альных ф ункциональных
связей между КФУ> их устойчивость и стабильность, требования
прочности и жесткости, помехозащищенности и нормального
теплового р е ж и м а / требования технологичности, эргономики,
удобства эксплуатации, ремонта. Качество вариантов компоновки
оценивается путем проведения соответствующих поверочных р а с ­
четов, методика которых излож ена в разд. 3, а т а к ж е в [11], н
сопоставления полученных значений с соответствующими дан
ными лучших образцов РЭС, являю щ и хся конструкторскими
аналогами. Этап компоновки за верш ается разр або тк ой компо­
новочного эскиза, д аю щ его представление о пространственной
структуре ра зра ба ты в ае м о го изделия.
Более подробно рассмотрим последовательность выполнения
вариантов компоновки КФУ в РЭ С. Выбор варианта кон стр ук­
ции осуществляют исходя из ТЗ и условий производства. По
условиям производства рекомендуется применять однотипные
конструкции ячеек, элементы несущих конструкций, эл е кт р и ч е с ­
кие межсоединения, элементы фиксации и крепления.
П ри компоновке модулей всех уровней необходимо выделить
достаточное пространство для межсоединений. В ариан ты ко м ­
поновки КФУ РЭ С разъемной, книжной и кассетной конструк­
ции хорошо излож ены в работах [3, 4, 10].
Одной из важнейш их зад ач , решаемой при компоновке, я в л я ­
ется выбор типа внутрисловного электрического м он та ж а , кото­
рый определяется используемой элементной базой, рабочим д и а ­
пазоном радиочастот, условиями экспл уатац ии и вариантом ко н­
струкции КФУ. Основными конструктивными эл ем ентам и э л е к ­
т р о м о н т аж а являю тся: элементы эк р ан и ро ван и я и зазем л ен и я ;
провода, кабели и м атери алы д л я м о н т а ж а ; элементы кр еп ле ­
ния провода, ж гу та и каб е л я ; соединительные элем енты эл е к т р и ­
ческого м о нтаж а; одно- и многослойный печатный м о нтаж ; мон­
28
т а ж н ы е соединения приборов, блоков и КФУ РЭ С. Р е к о м е н д а ­
ции по конструированию электрических соединений можно найти
в л и т ератур е [20].
После выбора варианта конструкции изделия и типа эл е к ­
трического м о н т а ж а необходимо произвести предварительные
расчеты теплового реж и ма, вибро- и ударопрочности, а т а к ж е
таких показателей, к а к масса, коэффициент заполнения объема,
надеж ность (методика расчета приведена в разд. 3).
Н а этапе предварительной разработки конструкции КФУ
необходимо решить следующие основные вопросы, связанные с
защ итой от дестабилизирую щ их факторов:
необходимость герметизации корпуса КФУ;
з а щ и т а Р Э С от воздействия ионизирующего излучения (если
оно сущ ествует);
выбор способа защ иты от механических воздействий: в и б р а ­
ции и у д а р о в ;'
выбор способа защ иты от действующих электромагнитных
помех и парази тн ы х наводок;
выбор- способа обеспечения нормального теплового режима
КФУ.
Н аи б о л е е эффективным способом защ иты элементов РЭС
от влаги, пыли, песка, плесневых грибков является герметиза
ция. Р а з л и ч а ю т индивидуальную, общую, частичную и полную
герм етизацию . Н еобходимо учитывать, что герметичность кор­
пуса во многом определяет внешняя коммутация. Д л я внешних
соединений по цепям питания, ввода и вывода низкочастотных
сигналов используются специальные гермовводы типа РСГ или
РП С 1, д л я ввода-вывода С В Ч -с и г н а л о в — коаксиально-полоско­
вые вакуум-плотны е соединители.
П ри воздействии механических нагрузок на КФУ РЭ С проис­
ходит д еф орм ац и я и перемещение элементов конструкции и
Э Р И . Н а этапе компоновки и разр або тки конструкции КФУ
необходимо обеспечить как минимум вибро- и ударопрочность
изделия. П ри этом м ожно использовать следующие критерии
прочности {13, 24]:
непересечение множ ества частот спектра действующих н аг­
р узок и м нож ества частот собственных колебаний б лока и его
элем ентов;
непревышение действующих на конструктивные элементы пе­
регрузок допустимых уровней, которые определяются типом
Э РИ , используемыми материалами;
непревышение возникающих в системе перемещений допус­
тимых уровней, которые определяются конструкцией КФУ, име­
ющимися зазорам и в системе, например' расстоянием между
соседними платами.
29
П л ан и ро ван и е р абот по обеспечению вибропрочности РЭС,
работаю щ ей в условиях механических воздействий, ж ел ательн о
начинать на стадии технического предложения или эскизного
проекта.
Реком ен дуется следующий- алгоритм работ механически
прочной Р Э С (рис. 2.4).
1. Н а первой стадии вы бирают способ обеспечения виброирочности на основе а нал иза механических воздействий, у к а з а н ­
ных в ТЗ. Обосновывают оптимальные частоты собственных
колебаний конструкций (частоты, которые обеспечат наимень­
шие коэффициенты динамичности в процессе эксплуатации).
2. П ро в о д ят упрощенные расчеты собственных частот коле­
баний тех элементов, которые способны вы держ ивать меньшие
механические воздействия (элементы малой ж есткости). Д л я
проведения расчета подбирают расчетные модели, д л я которых
имеются м атем атические зависимости частоты от формы и м а ­
т ери ал а.
3. Если приближ енны е расчеты показали, что частота собст­
венных колебаний больше заданной примерно в 1.5—2 р аза, то
считается, что конструкция вы держ ит испытание и более точ­
ного расчета производить не надо. Если ж е п ри б л и ж е н н ы й .р ас ­
чет п о к а за л , что собственная частота ы0 находится в диапазоне
частот внешней силы й , то следует не уточнять расчет, а изме­
нять конструкцию сборочных единиц и деталей с целью повы­
ш ения ее собственной частоты д ля исключения возможного
резонанса.
4. Д л я д етал ей и сборочных единиц, имеющих отношение
й/а>0 < 2, и д л я деталей, расположенных близко друщ к другу,
следует о пр ед ел ять виброперемещение и сравнивать его с додостимым значением. По р езультатам расчета проводят к о р ­
р ектировку способов крепления, м а тери ала и формы деталей.
5. Д л я д е т а л е й / ф о р м а или другие параметры которых пре­
терпел и изменения в процессе расчетов и конструирования, а
т а к ж е д л я остальны х изделий, которые способны вы держ ивать
небольшие механические воздействия, повторяют расчет собст­
венных частот и виброперемещений. После этого проводят р а с ­
чет н ап р яж ен и й в опасных сечениях и сравниваю т полученные
значения с допустимыми. В качестве допустимых напряжений
принимаю т предел выносливости м а тери ала а~\.
Сущ ествую щ ие способы за щ и т ы РЭ С от механических н а г ­
рузо к м ожно р азд ел и ть на три группы.
1.
Смещ ение спектра частот собственных колебаний в более
высокочастотную область, что приводит к достижению значения
Коэффициента динамичности при зад ан но й вибрации близкого
31
полож ение м онтаж ны х проводов (уменьш ают петли связи, у в е ­
личивают за зо р ы м еж ду проводниками, ум еньш аю т длины сов­
местного прохож дения проводников и т. д . ) .
3.
У слож няю т схему введения фильтров на линиях входавыхода, устран яю т помехи по линиям электропитания с по­
мощью радиочастотны х фильтров.
4.. Э кран ирую т входные цепи чувствительных схем.
5.
Д л я элем ентов Р Э С р а зр а б а т ы в а ю т кожухи-экраны.
М ероприятия по н. 2 не требуют дополнительных затрат, а
по пп. 3— 5 требуют, но, несмотря на это, в некоторых случаях
их выполнение о к азы в ается необходимым. Так, д ля л о к а л и з а ­
ции в зам кн у то м объеме пространства электрического поля при­
м еняют эк р аны , ф орм а которых зависит от экранируемого и з ­
делия. М етоди ка расчета эффективности экранировани я и зл о ­
ж е н а в [8].
В конструкциях экранов часто необходимо предусматривать
отверстия, например, д л я обеспечения теплового реж и ма, для
введения проводов и т. д. Во всех эк р ан а х отверстия д олж ны
быть ра с п о л о ж е н ы так, чтобы не препятствовать протеканию
вихревых токов в толщ е экрана. К ак правило, надо избегать
больш ого числа отверстий и больших их размеров. В яагнитостатических э к р а н а х швы и разрезы не д о лж ны идти поперек
о ж и даем о го н ап р авл ени я магнитных силовых линий.
Д л я электростатических экранов всех видов очень важ но х о ­
рош ее зазем л ение, характеризую щ ееся малым сопротивлением
з а зе м л я ю щ е г о провода, который долж ен быть как можно более
коротким и 'толстым. П ри экранировании электрических полей
высокой частоты и наличии больших экранов целесообразно з а ­
зе м л я ть эк р а н в нескольких точках.
Э фф ективность экранирования зависит от ф ильтрации э л е к ­
трических сетей управления, сигнализации, связи и электропи
тания, проходящ их через экран, вводимых в экран и выходящих
из него. Ф ильтры электрических цепей р а зм е щ а ю т как внутри,
т а к и вне эк р а н о в и аппаратуры . К ним п редъявляю т следующие
специфические требования:
м ал ы е потери в полосе прозрачности и достаточно высокое
затух ан и е во всей полосе зад ерж и в ан и я, заним аю щ ей „очень
широкий интервал радиочастотного д иапазона;
способность эффективно работать при сильных проходящих
токах, высоких напряж ениях, высоких мощностях;
сохранение основных технических характеристик в полосах
пропускания и з а д е р ж а н и я при механических и климатических
нагрузках.
Д л я оптимизации межэлементных соединений, м онтаж а и
компоновки модулей и узлов Р Э С и с целью удовлетворения
33
требования помехоустойчивости
модулей нуж но
выполнить
некоторые общие рекомендации. При использовании печатного
м о н т а ж а помехоустойчивость модулей обеспечивают:
рац и о н а л ьн а я р а зв о д к а печати с учетом помехоустойчивости
микросхем (И С ) путем минимизации длин связей и о п т и м и за­
ции разр еш аю щ ей способности печати;
применение в многослойных печатных пл а т а х (М П П ) э к р а ­
нирующей плоскости;
переход к полосковым линиям;
согласование полных сопротивлений полосковых линий с
применением ИМС, микросборок и бескорпусных микросборок;
располож ение меж ду п араллельны м и проводниками з а з е м ­
ленных проводников д л я частичного экранировани я п а р а л л е л ь ­
ных проводников;
установка низко- и высокочастотных фильтров по к а ж д о м у
ном иналу питающего нап ряж ен и я на печатных пл а т а х вблизи
электрического соединителя.
Д л я решения проблемы помехоустойчивости модулей на п е ­
ч атны х пл ат а х необходимо выполнить ряд условий сопряжения
узлов и блоков РЭС, среди которых м ожно выделить следую
щие:
(
применение электрических соединителей, обеспечивающих
согласование полного сопротивления и м ал ы й уровень перекре- :
стных помех;
применение перехода кабеля, свитых пар и экранирую щ их
проводов через электрические соединители.
П ри использовании объемного м он таж а для, обеспечения
помехоустойчивости Р Э С применяют рациональную р азводку
объемны х проводников с учетом помехоустойчивости микросхем
( И С ) ; согласование полных сопротивлений симметричных д в у х ­
проводных линий передачи со свитыми п ар ам и и коаксиальным и
кабелям и или экранирую щими проводами; преимущественное
использование плоских жгутов (кабелей, гибких печатных к а б е ­
лей ( Г П К ) ) ; специальные зем ляны е шины в блоках и приборных
ш к а ф ах ; низкочастотные и высокочастотные фильтры в цепях
питания; автономные источники питания в б локах; эк р а н и р о в а ­
ние блоков и приборных ш кафов РЭС.
Э кранирование является конструкторским средством о с л а б ­
ления электромагнитного поля помех в пределах определенного
пространства и предназначено д л я повышения помехозащ ищ ен
ности и обеспечения электромагнитной совместимости РЭС.
Необходимость экранировани я обосновывается и р а с с м а т р и в а ­
ется только после того, к а к полностью исчерпаны конструктор­
ские методы оптимальной компоновки ап п аратуры .
34
обеспечить эф ф ективную циркуляцию воздуха Между н агре­
в аю щ им ися элементами;
сильно нагреваю щ иеся элементы с н а б ж а т ь р ебр ам и о х л а ж ­
дения;
элементы, наиболее чувствительные к перегреву, изолировать
э к р а н а м и от непосредственного воздействия теплового потока;
обеспечить над еж ны й тепловой контакт м е ж д у источниками
теплоты и поверхностями ох лаж дения.
Н а и б о л ьш е е применение наш ли естественное и Цринудительное воздушные охл аж д ения, т. к. они я в л яю тся н аи более прос­
ты м и и дешевыми. О д нако интенсивность т а к и х о х л а ж д е н и и ,
невелика, поэтому их использование возм ож но лиш ь при н е ­
больш их удельных мощностях рассеивания (до 1 Вт/см 2) . Мето
д и ка расчета С О приведена в п. 3.4.
П р е д в ар и те л ьн а я р а зр а б о т к а
конструкции и компоновка
Р Э С д олж н ы производиться с учетом основного принципа р е ­
м о н т о п р и го д н о с т и -в за и м о за м е н я е м о с т и и доступа к сменным
Кф у .
,
2.5. Р А З Р А Б О Т К А К О Н С Т Р У К Ц И И И З Д Е Л И Я
И О ЦЕН КА ЕГО КАЧЕСТВА
П ри р а зра бо тк е конструкции геометрические ра зм е р ы изде­
лия и его КФУ можно определить одним из двух способов. П е р ­
вый основан на использовании принципа «от общего к ч ас т ­
ному», второй — на применении принципа «от частного к о б ­
щ ему». Первый из у казанны х принципов состоит в том, что т р е­
бования, предъявляем ы е к структурным единицам
высших
уровней, являю тся ограничениями д ля конструктивных и гео­
метрических характеристик модулей низких уровней (например,
на геометрические разм еры печатных п л а т ).
П ри использовании второго принципа после "того, к а к опре­
делены (см. рис. 2.3, блок 4) все структурные уровни (их число,
состав), рассматриваю тся форма и р азм ер ы сборочных единиц.
З а т е м переходят к этапу разработк и (блок 5 ),' на котором ф ор­
мулируются требования д л я изготовления ячеек и К Ф У пеР'
вого уровня и далее.
В курсовом проекте за д ан и я , к а к правило, с о д е р ж а тся т р е ­
бования проектирования модулей не выше второго уровня.
П оэтому при окончательной р а з р а б о т к е конструкции м ож н о в ы ­
делить проектирование б ло к а и ячейки, к о тор ая я в л я е т с я КФ ^
(модулем) первого уровня.
Р а з р а б о т к а к о н с т р у к ц и и я ч е й к и . Э т о т процесс
м ожет быть р азб и т на следую щ ие этапы (рис. 2.6).
1. В ы бирается б а з о в а я несущ ая конструкция ( Б Н К ) ячейки.
36
Исходные
данны е
Стс/ндагр /ггы
С гз , 33J______
_L
конструкторский а н а ли з
JL
В ы бор
Выйор способов
установки ИС, $РЭ -----
£Н К
Выбор метода
компонобки
Выбор дариангоб
соединителей
Ионетруиродоние плат
Одоснедани е
типа платы'
Обоснование
Класса точности
г
г
О боснование
габарит ов плоты
\
•I
Рыбор материал*
и покры т ий
i
Р а зн о щ ен и е
элементов не плоте
1
^ —
конструКтОрсХ
техно*оеичесние
расчет*/
Р а з р а б о т к а н'Л
t
Т р ассировка
——( А
Рис. 2.6. Алгоритм конструирования ячейки
При этом следует учитывать, что для использования при проек­
тировании модульного принципа конструирования разработаны
ГОСТ 20504— 75 и ведомственные нормали, определяю щие с и с ­
темы унифицированны х типовых конструкций модулей. Все м о­
д ули системы д о л ж н а быть совместимы м еж ду собой по конст­
рукционным, электрическим и эксплуатационным требованиям
и обеспечивать функциональную полноту при построении изде­
лий определенного назначения. Применение унифицированных
Б Н К позволяет обеспечить комплексное решение за д а ч ун и ф и ­
кац ии модулей, существенно сократить сроки и стоимость п ро ­
37
е ктирования РЭ С , выполнить требования ремонтопригодности.
Конструкции типовых ячеек приведены в литер ату ре [3, 4, 10, 21].'
В прил. 2 д а н пример оформления сборочного ч ер теж а и спе­
цификации.
2. Р е ш ае т с я з а д а ч а рационального разм ещ ен ия корпусов
И С и Э Р И на П П . П ри этом основными критериям и являю тся,
плотность упаковки, обеспечение нормального теплового р е ж и ­
ма, равном ерное распределение масс элементов по поверхности
платы. Н а этом этапе целесообразно использовать а в т о м а т и зи ­
рованн ы е методы.
3. В ыбирается вариант электрического соединения ячейки с
м онтаж ной платой или панелью. Электрические соединения вы­
полняю тся с помощью соединителей, соединительных плат, п е ­
реходных контактов, кабелей и м онтаж ны х проводов. Соедини­
тели используются в ячейках, к которым пре д ъ я в ля ю т т р е б о в а ­
ния легкосъемности и быстрого электрического соединения. Сое­
динительные платы и переходные контакты используют в печат­
ных узлах, к которым предъявлйю т требования высокой н а д е ж ­
ности электрических соединений, м ал ы х габари тн ы х разм еро в
и массы. Н аиболее распространенные соединители приведены
в р а ботах [3, 19].
4. О пределяется способ установки И С и Э Р И на П П . В ы ­
бор в арианта установки элементов на П П производят в соответ­
ствии с задан ны м и условиями эксплуатации по О СТ 4.ГО.ОЮ.ОЗО
и ОСТ 4.ГО.010.009, а выбор варианта автоматической установкиэлементов производят в соответствии с ОСТ 4.091.124— 79.
5. Конструирование П П [4, 5, 20, 26]. Р а з р а б о т к а кон стр ук­
ции П П состоит из следую щих основных этапов:
изучение Т З на изделие (б лок), в состав которого входит
конструируемая плата;
выбор или обоснование типа П П ;
выбор или обоснование кл асса точности;
выбор габаритных разм ер ов и конфигурации П П ;
выбор м атери ала основания П П ;
разм ещ ение навесных элементов на П П ;
трассировка проводников, разм ещ ен ие элементов проводя­
щего рисунка на Г1П;
конструктивно-технологические расчеты;
ра зр а б о т к а конструкторской документации.
В зависимости от условий эксплуатации (на основании тре
бо ван иц ТЗ на изделие) определяю т группу жесткости по ОСТ
4.077.000, обусловливаю щую соответствующие требовани я к конг
струкции платы, проводящему рисунку, исподьзуемому м а те ­
р и а л у основания и необходимости применения дополнительной
за щ и ты от климатических, механических и други х воздействий.
38
вводить в детали различны е отверстия, выемки, проточки вбизб еж ан и е лишнего матер и ала, не несущего нагрузки;
повы ш ать жесткость конструкции путем введения в тонко­
листовы е д е т а л и отбортовки, зигов и выдавки.
П ри этом особое внимание следует уделить выбору техноло­
гического в а р и а н т а исполнения конструкции (литье, сварка и
г. д .); м а р ки конструкционного м атери ала; метода осуществле
ния соединения детал ей (свинчивание, сварка и т. д ).
Вопросы конструирования элементов несущих конструкций
рассмотрены в р а бо тах [4, 13, 24].
3. П роектирование элементов крепления и фиксации, кото­
рые д о л ж н ы обеспечивать требуемую надежность соединения
при м иним альны х массогабаритных показателях. При этом расм атри ваю тся: способы крепления отдельных узлов конструкций;
конструкции направляю щ их, штырей, ловителей и т. д.; вариан
ты крепления при эксплуатационном осмотре и ремонте.
4. П роектирование элементов управления и индикации а п п а ­
ратуры. П ри этом следует руководствоваться требованиями
эргономики и технической эстетики.
5. П роектирование конструктивных элементов защ иты блока
Р Э С от механических воздействий. Методика выбора и расчета
системы ам орти зации приведена в [20, 24]. Н а этом этапе выби­
раю т схему разм ещ ен ия амортизаторов и их число; типы а м о р ­
тизаторов; способы повышения жесткости элементов конструк­
ции; способы контровки крепежных изделий.
6. Выбор конструктивных элементов электрического м он­
т а ж а . Н а этом этапе выбирают: способ обеспечения электричес­
ких соединений (пайка, сварка, накрутка и т. д.); м арку м ате­
р и а л а , сечение ж илы , вид изоляции монтажны х проводов; пр и­
пой и флюс; способ крепления жгутов, кабелей и проводов к
несущим конструкциям блока; тип электрических соединителей;
способ крепления навесных Э Р И на панели и другие элементы
несущей конструкции.
7. П роектирован ие элементов зазем ления и экранов. Н а этом
этапе опред еляю т конструкцию элементов, лепестков з а з е м л е ­
ния; способ осуществления контактных соединений в цепях з а ­
зем ления; конструкцию и материал экранов. Вопросы конструи­
р овани я элементов за зем л ения и экранов рассмотрены в [4, 19].
8. Выбор конструктивных элементов С О [6, 16, 23]. Здесь
осущ ествляется выбор конструкции тепловых экранов, типов р а ­
диаторов; конструкции воздуховодов, теплообменников, ф ильт­
ров; форм ы и р асполож ения вентиляционных отверстий.
В подтверж дение правильного в й б о р а элементов СО прово­
дится расчет теплового реж и м а всего б лока, например по м ето­
дике, излож енной в п. 3.4.
9 . Выбор защитных и защитно-декоративных покрытий.*
43
Д л я к аж дой детали выбирают конкретный вид покрытия. В
качестве наиболее распространенных м а те ри а лов покрытий для
ст ал и используют кадмий, цинк, хром,, олово, никель; д л я с п л а ­
вов меди — хром, никель, олово, серебро, золото. И з нем е т а л ­
лических химических способов покрытия ш ирокое р аспростране­
ние получили анодирование, оксидирование и фосфатирование.
О б р аз у ем а я на поверхности м еталлов з а щ и т н а я пленка хими­
чески пассивна, устойчива, имеет хороший декоративны й вид,
толщ ин а покрытий — от 1 до 15 мкм. И спользую тся т а к ж е л а к о ­
красочны е покрытия.
Вид и толщ ину покрытий вы бираю т в зависимости от н а з н а ­
чения, а т а к ж е условий эксплуатации.
10. Выбор, способов м аркировки деталей и сборочных еди­
ниц. Д о л ж н ы быть определены способы м арки ро в ки П П , п р о ­
водов, кабелей, ячеек, КФУ, блоков и т. д.
11. Оценка технологичности конструкции в целом. С этой
целью определяю т коэффициенты унификации и технология
ности. Методика расчета коэффициента технологичности приве­
ден а в п. 3.5.
3. К О Н С Т Р У К Т О Р С К И Е Р А С Ч Е Т Ы
3.1. Р А С Ч Е Т О Б Ъ Е М Н О - К О М П О Н О В О Ч Н Ы Х
ХАРАКТЕРИСТИК
М асса и объем конструкции узла (модуля) блока Р Э С оп­
ределяются следующим образом:
m s = m N + m M + m H,
Vs = V f/ + Vm + Vh + V в,
где ты{Уы), /Пм(Км), /Я н (У н )— соответственно массы (объе­
мы) схемных компонентов, монтажа, несущих конструкций;
Уя — объем воздушных промежутков в блоке.
Удельная масса конструкции
т' “ т
т
vS
' I
т ' я ^-г,—
^ J-\-т
т ' м.У
М I т
т 'н -г-У
н ;•
т
-г,—
.—
К б
К2
К б
где т'ы, т'м, т'н — удельные массы соответственно схемных
элементов, монтажа, несущих конструкций.
Н а ранних стадиях конструирования (техническое предло­
жение, эскизный проект), когда возникает необходимость оценки
качества конструкторской проработки будущ его изделия, осо­
бенности конструктивного решения которого ещ е не определены,
используют следующие компоновочные параметры:
44
логическую модель безотказной работы системы. П ри ее состав­
лении предполагается, что отказы элементов независимы, а э л е ­
менты и система могут находиться в одном из двух состояний:
работоспособном или неработоспособном. Элемент, при отказе
которого происходит отказ всей системы, считается посл ед ова­
тельно соединенным на логической схеме надежности. Элемент,
отказ которого не приводит к о тказу системы, считается вклю­
ченным парал л ельно.
Ра с ч е т надеж ности рекомендуется проводить в следующей
последовательности.
1.
О пределение схемы надежности (последовательная, п а ­
р а л л е л ь н а я , з а м е щ е н и я ) . Выбор м атем атической модели (за к о ­
на) над еж ности (экспоненциальный, Вейбула, П у ассона и др.).
П р и курсовом проектировании чащ е всего используют схему
надежности, состоящ ую из последовательно соединенных невос
с т ан а в л и в а е м ы х элементов, и м атематическую модель н а д е ж ­
ности, имеющую экспоненциальное распределение. В табл. 3.2
приведены [9, 24] основные показатели надеж ности д л я системы
из последовательно соединенных невосстанавливаем ы х элем ен­
тов, когда к а ж д ы й из элементов имеет экспоненциальный закон
р аспределения времени работы до отказа, т. е. Р, (t) = e ~ V .
Т а б л и ц а 3.2
Система последовательно соединенных невосстанавливаемых элементов
Показатель
Р (to)
Пе
__
= e
1-
1= 1
= e
Q (to)
Прибли­
женное
значение
Точное значение
A f0
Погрешность
CA W2
2
6 +
- ЛА>
.
-А /,
1— e
A to
«
>
6 ~ <
U o)2
6 + <
2
2
—At u
Р (t,
t + to)
e
' Q (t,
t + to)
1— e
1 — Л f0
—A/(J
T
A to
—
1/A
П р и б л и ж е н н ы е вы р аж ени я
для
показателей
л
5
< '('Uo)2
2
-- -
надежности
m
д ан ы при условии, что Л /0 = t o ^ i h <
147
Т а б л и ц а 3.3
Интенсивности отказов ЭРИ
Наименование элемента
и
■
ю -
%0- 10~б
Наименование элемента
1 /ч
1/ч
0,34
Дроссели
'
0,02
Катушки ндуктивности
0,08
Обмотки электродвигателя
0,25 п
Реле
0,062 п
Соединители
0,07 п
Переключатели кнопочные
0,01
Г незда
0,0005
Клеммы, зажимы
0,015
Провода соединительные
0,475
Кабели
0,05
Изоляторы
7,2
Аккумуляторы
1,4
Батареи заряжаемые
Электродви гатели
8,6
асинхронные
Электродвигатели
0,359
синхронные
2,25
— »—■ вентиляторные
0,36
Антенны
Волноводы жесткие
1,1
’
' 2,6
—»— гибкие
0,5
Предохранители
2,63
Выводы высокочастотные
0,7
УПлата печатной схемы
0,01
Ч/Пайка печатного монтажа
0,03
— »—■ навесного монтажа
0,02
—»—- объемного монтажа
20
Микрофоны динамические
Г ромкоговорители
динамические
4,7
Датчики оптические
Микросхемы ИС1.ИСЗ
0,015
Микросхемы ИСЗ, ИС4
0,01
Транзисторы германиевые:
д о 2 мВт
0,4
до 20 мВт
0,7
д о 200 мВт
0,6
свыше 200 мВт
1,91
Транзисторы кремниевые:
д о 150 мВт
0,84
до 1 Вт
0,5
до 4 Вт
0,74
Диоды
германиевые
0,157
— »— кремниевые
0,2
Конденсаторы бумажные
0,05
— »— керамические
0,15
— »—
слюдяные
0,075
— »— стеклянные
0,06
—»—■ электролитические
0,035
— »— воздушные переменные 0,034
Резисторы композиционные
0,043
— »— пленочные
0,03
— »— проволочные
0,087
— »—
угольные
0,045
Трансформаторы входные
1,09
— >—
выходные
0,09
— »— звуковой частоты
0,02
— »— высокочастотные
0,045
Трансформаторы силовые
0,025
Автотрансформаторы
0,06
П р и м е ч а н и е : п — число контактов.
Т а б л и ц а Зе
Коэффициенты влияния механических воздействий
Условия
эксплуатации РЭС
Лабораторные
Стационарные (полевые)
Корабельные
Автофургонные
Ж елезнодорож ные
Самолетные
50
Вибрация
«1
1,0
1,04
1,3
1,35
1,4
1,46
Ударные
нагрузки
К2
1,0 1,03
1,05
1,08
1,1
1,13
Суммарные
воздействия
К1
1,0
1,07
1,37
1,46
1,54
1,65
Таблица
Коэффициент влияния влажности
Влажность,
%
Температура,
°С
3.5
Поправочный
коэффициент к3
60...70
20..,40
1,0
90...98
20...25
2,0
90..98
30...40
2,5
Таблица
3.6
Коэффициент влияния атмосферного давления
Давление, р, кПа
Поправочный
коэффициент
*«
0,1... 1,3
1,3... 2,4
4,4... 4,4
4,4...! 2,0
12,0...24,0
24,0...32,0
Давление,
1,45
1,40
1,36
1,35
1,30
1,25
Поправочный
коэффициент
к4
р, кПа
1,20
1,16
1,14
1,10
1,00
32,0...42,0
42,0 . 50,0
50,0...65,0
65.0...80,0
80,0...100,0
Таблица
3.7
Коэффициенты нагрузки ЭРИ
Наименование
Контролируемые
элемента
параметры
(
Микросхемы
Транзисторы
Полупроводнико­
вые диоды
’Конденсаторы
Коэффициент на­
грузки к.,
Максимальный
выход­ п
ной ТОК / вых шах . В ход­ 2 / в х 1
ной
ток
микросхем, i *1
включенный на выходе, / в ..х m a x
/ их /. Число
нагружен­
ных входов, п
Мощность, рассеиваемая Р к/Р кл о п
на коллекторе, Р к
Обратное напряжение, U 0 U.-yjUa доп
Рекомендуемые
значения в
режиме
импуль­
сный
статис­
тический
-
0,7
0.5
0,7
0,5
»
U j U доп
0,8
0,6
Резисторы
Напряжение на обклад­
ках, и
Рассеиваемая мощность.
PIP доп
0,8
0,7
Трансформаторы
Ток нагрузки, / н
/ н / Л * доп
0,9
0,7
Электрические
соединители
Ток 1к
^к /^к доп
0,8
0,6
51
Таблица
Наименование
Обозначе­
О
5
R 1 ... Ra
О
и
к
о
£
Резисторы
МЛТ-0,25
О
О
и тип элемента ние по схеме
3.8
у
60
0,03 0,7
0,6 0,18
<<
S*
и
С
ь
ex.
0,8 0,02 0,78
0,017
т
К\ =
; к2 =
, Кз —
; к, =
;
2 я/ Я,- =
3.
Рассчиты вается вероятность безотказной работы в течение
зад ан н о й нараб отки (О, /р):
Р ( * р) = е х р
( - S M p).
1
где п — число элементов.
п
П ри этом интенсивность отказов системы А гг 2 л / ,
i=\
а среднее время н ар аб отк и до о тказа Т = 1/ А. Среднее время
m
восстановления находится по ф орм уле Т в —
где т ;— средi-=1
нее время восстановления одного элемента /-го типа (табл. 3.9);
Р, ~ вероятность того, что возникш ая неисправность относится
к элем ентам /-го типа,
.. \
/71
Pi =
V.
£ tii ).i
/=1
Таблица
3.9
Значения среднего времени восстановления Э РИ
Тип ЭРИ
Полупроводниковые диоды
Полупроводниковые
триоды
мощные
Резисторы
Потенциометры
'Конденсаторы
Трансформаторы импульсные
52
т,
мало­
0,6
0,6
. 0,78
0,8
1,1
1,2
4.
Д л я ремонтируемых Р Э С определяется коэффициент г о ­
товности, р а в н ы й вероятности нахож дения системы в состоянии
работоспособности при длительной эксплуатации д л я н ерезер ­
вированной системы: к т— - - —;— , где т — интенсивность в о с­
т -i- /.
становления.
П рим еры расчета надежности приведены в литературе
[9, 13, 24].
3.3. Р А С Ч Е Т Э Л Е М Е Н Т О В П Е Ч А Т Н О Г О М О Н Т А Ж А
Р а с ч е т элем ентов печатного м онтаж а проводят в три этапа:
по постоянному и переменному току и конструктивно-технологи­
ческий.
Р а с ч е т п о п о с т о я н н о м у т о к у . Электрические свой­
ства П П по постоянному току оцениваются нагрузочной способ­
ностью проводников по току, сопротивлением изоляции и д и ­
электрической прочностью основания платы.
Р а с ч е т по- постоянному току печатных проводников сигналь­
ных цепей не нужен, т. к. м иним альная ширина проводника о п ­
ределяется технологическими возможностями производства.
О д н ако необходимость в расчетах возникает при определении
ширины проводников цепей питания и земли. М инимальная
ш ирина проводника (в м иллим етрах) рассчиты вается по допус­
тимому падению нап ряж ен и я на нем:
^mi i i
р l / h ф Г доп * Г , п а к ,
где р
— удельное объемное сопротивление (табл. 3.10),
О м - м м 2/м;
I
— д ли на проводника, м;
Лф — толщ ина проводника (фольги), мм;
/nid.x — м аксим альн ы й постоянный ток, протекающий в про­
водниках (определяется из а н ал иза электрической
схем ы ), А;
Uzon— допустимое падение нап ряж ения, определяется из
а н а л и за электрической схемы.
Д л я электронных логических схем допустимое падение нап­
р я ж е н и я на цепях питания и земли не долж но превышать 1—2 %
номинального значения подводимого нап ряж ения £ . Требуемое
сечение печатных проводников шин «Питание» и «Земля»
S „ 3 > р / « , * • / / ( 0 . 0 1 - 0 , 0 2 ) Е,
где 5 пз — Лф*<— сечение печатного
ние» и «Земля».
проводника шины «Пита­
53
Т а б л и ц к 3.10
Допустимая плотность тока в зависимости от метода изготовления
М етод изготовления
Химический:
внутренние слои МПП
наружные слои ОПП,
дпп
Комбинированный
позитивный
Электрохимический
Толщина
фольги,
Йф, мкм
Допустимая
плотность тока
/ д о п * А/мм2
20, 35, 50
20, 35, 50
15
20
20
35
50
48
—
Удельное сопро­
тивление, р,
Ом • мм2/м
0,050
75
0,0175
38
'
25
0,050
Количество контактов п к соединителя косвенного сочленения,
осущ ествляю щ их подвод нап ряж ен и я «Питание» и « Зем ля»
[27]: п к = S n 3/ ( я d BЛф), где d B— диам етр выводов.
Количество контактов соединителя прямого сочленения
«n = S n 3 /S Kn, где S Kп — п лощ адь кон такти рования контактной
пары соединителя.
Сопротивление изоляции R H п ар ал л ельны х проводников
приближ енно вычисляется как /?„ эё
, где R s — поверхно­
стное сопротивление изоляции, R s ^ p j .
/ /; S min~ за зо р
м еж д у проводниками; / — н аи бол ьш ая длина совместного п ро ­
хождения проводников; R \— объемное сопротивление изоляции.
Rv — p v h n n l S„, где /!пп — т олщ ина печатной платы ; S n — м ин и­
м а л ьн а я площ адь проекции печатных проводников друг на
друга.
Д л я нормальной работы ФУ (Т Э З) сопротивление и зо л я ­
ции м еж ду разобщенными цепями в условиях наивысш ей в л а ж ­
ности д о лж н о подчиняться неравенству /?„ » 1Q3R BK, где R Bx —
входное сопротивление коммутируемых схем.
Д л я обеспечения этого неравенства необходимо в первую
очередь увеличить ps и р у.
Р а с ч е т п о п е р е м е н н о м у т о к у . Р а с ч е т по перем ен­
ному току позволяет уточнить м аксим альн ую д ли н у одиночного
проводника, м аксим альную длину совместного прохож дения
рядом располож енны х проводников, з а зо р ы м е ж д у проводни­
ками.
П а д е н и е импульсного н а п р яж е н и я U L (В/см) на д ли н е про­
водника в 1 см приближ енно вычисляется по ф о р м уле
54
UL
—
L n ОА / / / и,
где L n о — погонная
индуктивность одиночного
проводника,
нГн/см;
А / — изменение выходного тока переключения логического
элем ента, А;
t„ — длительность импульсного сигнала, не.
П о гонная индуктивность одиночного проводника, р а сп ол о­
женного на расстоянии /гп з - над поверхностью Зем ли (нГн/'м)
о
= 4,6 lg (4 Л„з / (0,56 > / Ч- 0,6 >
При передаче по линиям связи сигналов будет наблю даться их
за д е р ж к а t 3 = \ ' ' L C = x 0 l V ег ц г, где L , С — индуктивность и
емкость линии; то — погонная з а д е р ж к а при передаче сигнала по
проводнику в вакуум е; ег, р г — относительные диэлектрическая и
м агнитная проницаемости основания платы.
К о н с т р у к т и в н о - т е х н о л о г и ч е с к и й р а с ч е т . Кон­
структивно-технологический расчет Г1П проводится с учетом
производственных погрешностей рисунка проводящих элементов,
б азир ования, сверления и т. д. дю ОСТ 4.010.019— 81 и ГОСТ
23751—-86 следую щ им образом.
1. И сходя йз технологических возможностей производства
вы бираем метод изготовления и к л а с с точности П П (ОСТ 4.010.
022— 85).
2. О пределяем минимальную ширину (в м иллим етрах) пе­
чатного проводника по постоянному току д л я цепей питания и
зазем ления:
4
‘ m in
I max
'
—
~
Г
/д о п " ф
,
где /доп — допустим ая плотность тока ,вы бирается в зависимости
от метода изготовления из табл. 3.10.
3. О пределяем номинальное значение диам етров монтажных
отверстий d:
d =
d3 +
г +
jA
d a о (,
где d 3
— м аксим ал ьн о е значение д иам етра вывода, у с т а н а в ­
ливаемого Э Р И ;
г — р а зн и ц а м еж д у минимальным диаметром бтверстия
и максим альн ы м диаметром вывода Э Р И ; г =
= 0,1 ...0,4 мм;
Ас / но — нижнее предельное отклонение от номинального
значения диам етр а отверстия (табл. 3.11).
Р ассчитанны е значения d сводят к предпочтительному ряду о т ­
верстий: 0,7; 0,9; 1,1; 1,3; 1,5 мм.
55
Таблица
3. И
Д опуски на расположение отверстий
и контактных площ адок
:
Класс точности ПП
Параметры
1
1
Минимальное значение Номи­■ 0,75
нальной ширины проводника
t, мм
Расстояние
ками, S, мм
1
2
1
3
1
4
1 ,5
. 0,45
0,25
0,15
0,10
меж ду проводни­
0,75
0,45
0,25
0,15
0,10
Отношение диаметра отверстия
к толщине платы, у
0,40
0,40!
0,33
0,25
0,20
Ширина пояска металлизации
вокруг отверстия, d, мм
0,30
0,20
0,10
0,05
0,025
Допуск на
0 < 1 мм:
отверстие A d , мм
/
± 0 ,1 0
+ 0,05
—0,15
—0,18
± 0 ,0 5
0
—0,10
—0,13
±(Ц05
0
— 0,10
— 0У13
± 0 ,0 2 5
0
— 0,075
— 0,13
± 0 ,1 5
+ 0,10
— 0,20
—0,23
± 0 ,1 0
+ 0,05
—0,15
—0,18
± 0 ,1 0
+ 0,05
— 0,15
—0,18
± 0 ,1 0
+ 0,05
—0,15
— 0,18
±0,15
+ 0,25
-0 ,2 0
± 0 ,1 0
+ 0,15
—0,10
± 0 ,0 5
± 0 ,1 0
± 0 ,0 3
± 0 ,0 5
0
± 0 ,0 3
0,20
0,25
0,30
0,15
0,20
0,25
0,08
0,10
0,15
0,05
0,08
0,10
0,05
0,08
0,10
0,35
0,40
0,45
0,25
0,30
0,35
0,19
0,20
0,25
0,10
0,15
0,20
0,05
0,08
0,15
± 0 ,1 0
без металлизации
± 0 ,0 5
с металлизацией
без оплавления
—0,15
с металлизацией и оплав­ —0,18
лением
Допуск на
0 > 1 мм:
отверстие A d, мм
без металлизации
± 0 ,1 5
с металлизацией
+ 0,10
без оплавления
—0,20
с металлизацией и оплав­ —0,23
лением
Допуск на ширину проводника
Д 1, мм:
без покрытия
с покрытием
Допуск па расположение от­
верстий 6 d, мм, при размере
ПП по большой стороне:
менее 180 мм
от 180 до 360 мм
более 360 мм
Допуск на расположение кон­
тактных площадок 6 р, мм на
ОПП и Д П П при размере ПГ1:
менее 180 мм
от 180 до 360 мм
более 360 мм
66
ч
Окончание табл. 3.11
Класс точности ПП
Параметры
1
!
3
!
2
1
4
5
Допуск на располжение кон­
тактных
площадок б р, мм,
на МПП при размере ПП:
0,40
0,45 .
0,50
0,30
0,35
0,40
0,20
0,251
0,30
0,15
0,20
0,25
0,10
0,15
0,20
Расстояние от края просвер­
ленного отверстия
до
края
контактной площадки Вм, м
0,06
0,045
0,035
0,025
0,015
Допуск на расположение про­
водников на ОПП, ДП П б 1, мм
0,2
0,10
0,05
0,03
0,02
То ж е на МПП б / , м.м
0,3
0,15
0,10
0,08
0,05
менее 180 мм
от 180 до 360 мм
более 360 мм
4.
Ра с с чи ты в а е м диаметр контактных площадок. М иним аль­
ный диам етр контактны х площ адок для О П П и внутренних слоев
М П П , изготовленных хим ическим методом [16]:
^ m in ”
d ^ l m i n "Ь \
Нф ,
где D lmin — м инимальный эффективный диаметр площадки,
U lm in
где
=
2
(
Ьм
• +- r f m a x / 2
+
6 ^
+
bp),
Ьк — расстояние от края просверленного отверстия до
к р а я контактной площадки;
b d , Ь р — допуски на расположение отверстий и контактных
пл о щ адо к (см. табл. 3.11);
dmax — м аксим альны й диам етр просверленного отверстия,
- мм,
dmax = d + A d + ( 0 ,1 .. . 0 , 5 ) ,
где - A d — д оп уск на отверстие (см. табл. 3.11).
М ин им альны й диаметр контактных площ адок д л я Д П П и
наруж ны х слоев М П П , изготовленных ко м бинированны м п о з и ­
тивным методом:
при фотохимическом способе получения рисунка
£>min = ^imin + 1.5 Лф + 0,03,
при сеточнографическом способе получения рисунка
Dmin — D\mia 4" 1,5Лф + 0 ,0 8 .
Д л я Д П П и наружных слоев МПП, изготовленных электро­
химическим методом:
при фотохимическом способе получения рисунка
Dmin = D \ min + 0,03,
при сеточнографическом способе получения рисунка
Dmin — Dimin + 0,08.
М акси м альн ы й диам етр контактной площ адки
Птах = Dmin + (0,02 ... 0,06) .
5. О пределяем ш ирину проводников. М и н и м ал ьн ая ширина
проводников д ля О П П и внутренних слоев М П П , изготовленных
х им и ч е ск и м методом:
Imin =
llm in "Ь 1 ,5 /Гф,
где t \min — м и н им ал ьная
эф ф ективная
ш ирина
проводника,
Imin = 0 ,1 8 м м д ля плат 1, 2 и 3-го кл асса точности,
limm = 0,15 мм д л я плат 4 и.5-го класса точности.
М ин им альная ширина проводников д л я Д П П и наруж ны х
слоев М П П , изготовляемых к о м б и нир ова нн ы м позитивным мето
дом:
при фотохимическом способе получения рисунка
lmin =
2lmin +
1 ,5 Лф + 0 , 0 3 ,
при сеточнографическом способе получения рисунка
in =
limin +
1 , 5 /)ф + 0 , 0 8 .
Д л я Д П П и нар уж ны х слоев М П П , изготовляемы х электро­
х и м ич еск им методом:
при фотохимическом способе получения рисунка
Imin ~
llmin
0 ,0 3 ,
при сеточнографическом способе получения рисунка
Imin “
llm in “Ь 0 , 0 8 .
М а к с и м ал ьн а я ш ирина проводников.
Imax — t mi n +
( 0 , 0 2 ... 0 , 0 6 ) .
6. О пределяем минимальные расстояния м еж ду элем ентам и
проводящего рисунка. М инимальное расстояние м еж д у провод­
ником и контактной площ адкой
S i m i n ^ L o " — f ( П т ах/2 + б р ) + (бцах/2 + 6 / ) ] ,
где 2-о — расстояние м еж ду центрами рассматриваемых элемен­
тов;
81 — допуск на расположение проводников (см. табл. 3.11).
Минимальное расстояние м еж ду д в у м я - контактными пло­
щадками
Таблица
Степень черноты различных поверхностей
■*
/
Материал
Материал
е
Алюминий полированный
Алюминий окисленный
Алюминий грубополированный
Алюминиевая фольга
Асбестовый картон
Бронза полированная
Бумага
Вольфрам
Графит
Дюралюминий (Д 16)
Ж елезо полированное
Золото
Ковар
Краски эмалевые
Лак
Латунь полированная
Латунь прокатная
Медь полированная
Медь окисленная
'
0,05
0,25
0,18
0,09
0,96
0,16
0,92
0,05
0.75
0,39
0,26
0,10
0,82
0,92
0,88
0,03
0,20
0,02
0,65
3,12
е
Муар
Масляные краски
Никель полированный
Олово (луженое кровельное
железо)
Платина
Резина твердая
Резина мягкая
Серебро полированное
Сталь никелированная
Сталь окисленная
Стальное литье
Сажа
Стекло
Силумин
Титан
Фарфор
Хром полированный
Цинк
Щеллак черный матовый
0,9
0,92
0,08
0,08
0,1
0,95
0,86
0,05
0,11
0,8
0,54
0,96
0,92
0,25
0,63
0,92
0,10
0,25
0,91
Т а б л и ц а 3.13
Теплофизические параметры сухого воздуха
при давлении 101,3- 105 Па
При**
tm; с
— 50
— 20
0
10
20
30
40
Х,п- ю2,
В т /(м • к) Ч
2,04
2,28
2,44
2,51
2,60
2,68
2,76
10б1 Рг
м/с 1
9,23
12,79
13,28
14,16
15,06
16,00
16,96
0,728
0,716
0.707
0,705
0,703
0,701
0,699
Р,
кг/м3
t m,°
к т - 10»,
С Вт/(м
• к)
1,584
1,39
1,295
1,247
1,205
1,165
1,128
50
60
70
' 80
90
100
120
2,83
2,90
2,97
3,05
3,13
3,21
3,34
fm - 106, 1
| - Рг
м2/с
17,95
18,97
20,02
21,09
22,10
23,13
25,45
0,698
0,696
0,694
0,692
0,690
0,688
0,686
1 р'
| кг/м3
1,093
1,09
1,029
1,00
0,972
0,946
0,898
61
Pm
— коэффициент объемного расш ирения,
д л я газов
Р т = (бп + 2 7 3 ) - 1;
g — ускорение свободного падения, g = 9,8 м - с ~ г\
Ym — кинетическая вязкость г аза, д л я воздух-a о п р е д е л я ­
ется из табл. 3.13. И н д екс т означает, что все п а р а ­
метры соответствуют о пр еделяю щ ей темп ературе tm.
5. О пределяем число П р а н д т л я Рг из т а б л . 3.13 д л я опреде­
л яю щ ей тем п ературы t m.
6. Н аходи м реж и м д в иж ени я г а за или жидкости, об те к аю ­
щих каж дую поверхность корпуса:
( G r P r ) m с 5* 102 — реж и м, переходный к л ам инарн ом у;
5 • 102 < ( G r P r ) m < 2• 107 — л ам инар н ы й реж им;
(G r P r ) m > 2 • 107 — турбулентный р е ж и м .
7. Р ассчи ты ваем коэффициенты теплообмена конвекцией для
к а ж д о й поверхности корпуса б лок а а*,:
д л я переходного р е ж и м а
а/а = 1,18 —^2—( G rP r) mI/8 Nr,
L onp
i
д л я лам инарн ого р е ж и м а
a Ki = 0,54
( G rP r) „,1/4 Nr,
^onp i
д л я турбулентного реж и м а
a Ki = 0,135
(G rP r)
ОПр i
3 А’,,
^
где ),т — теплопроводность газа, д л я воздуха значения приведены в табл. 3.13;
Л', — коэффициент, учитываю щ ий ориентацию поверхности
корпуса:
0,7 — д ля нижней поверхности,
1
1
— д ля боковой поверхности,
1,3 — д ля верхней поверхности.
8. О пределяем тепловую проводимость м еж д у поверхностью
корпуса и о к р у ж а ю щ е й средой оу: Ок
где S H,
=
(с1к н
S c,
+
Од н)
SH+
('(Хк б
Ил б)
Sc
+
(« к в
+ а л в) s . ,
S b — площ ади нижней, боковой и верхней поверх­
ностей корпуса соответственно;
S h — S B =
L \ L},
9. Рассчи ты ваем перегрев
приближении- A tK0:
62
+
S c = 2 L q ( L \ Ц- L%) ■
корпуса
б л о к а Р Э С во втором
йерегрев нагретой зоны относительно температуры , окр уж аю щ ей
блок среды А / 3:
3.
Определяем коэффициент теплообмена излучением меж ду
нижними а зл н , верхними а аЛв и боковыми Озлб поверхностями
нагретой зоны и корпуса:
ftQ+ Д t3 + 273 \*
tK + 273 V I ,
^
ч
Оз л / — Ел/ • 5,67
100
j ~ { Too ) ] / (А*» — Д*ко) ,
где е,„-— приведенная степень черноты i-и поверхности нагретой
зоны и корпуса,
1
/
1
■
. . .—
. . . .+. . . . . . . . . . . . . .1. . . s Ki
где Е3/ и 5 3, — степень черноты и площ адь г'-й поверхности н а ­
гретой зоны.
4. Д л я определяю щей температуры tm = (tK + ts + A t3) 12 и
определяю щ его ра зм е р а hi находим числа Грасгоф а Gr/z, и
П р а н д тл я Рг (формула (3.2) и табл. 3.13).
5. Рассчиты ваем коэффициенты конвективного теплообмена
между нагретой зоной и корпусом д л я ка ж д ой поверхности:
д ля нижней поверхности
I
Оз к н
Я т /А н ,
I
для верхней поверхности
f k m / h a при (Gr/lBP r) < 103
а экв =■
0,234(6,25 — 5,25 (1 + А . / К
X
[ X ( G r /iBP r ) l/4/ / 2 B при (G r/zBP r) > 103;
д л я боковой поверхности
kjh&
при (Gr/z6P r) < Ю3
0,18 [6,25 - 5,25 (1 + Лб / V 2 (А + 4 ) /3) 5/3] M G r A eP r ) 1/4 / Ле,
при (Gr/iePr) > 103.
6.
О пределяем тепловую проводимость м еж ду нагретой зоной
и корпусом:
Оз к = Кз ^
(аз л i 4 Из к /) S 3/,
I:=н а б
где к . — коэффициейт учитываю щий кондуктивный теплообмен;
1,631
0,157
а Si
при
при
1
, < ‘4;
oS„
> 4,
где о — удельная тепловая проводимость от модулей к корпусу
64
Т а б л и ц а .3.14
Теплофизические свойства материалов
1
Коэффициент
теплопровод­
ности X.
Вт/ (м • К)
Материал
Алюминий
Бронза
Латунь
Медь
Сталь
Асбестовая ткань
Асбест листовой
Слюда
Пластмасса полихлорвиниловая
Фторопласт-4
208
64
85,8
390
45,5
0,169
0,116
0,583
0,443
0,25
Материал
Коэффициент
теплопровод­
ности X.
Вт/(м • К)
Полистирол
Эбонит
Стеклотекстолит
Стекло
Фарфор
Картон
АЛ-9
АЛ -2
АМЦ
Пенопласт ПХВ-2
Пенополиуретан ЭПЭ
"0,09.. 0,14
0,163
0,24...0,34
0,74
0,834
0,231
■ 151
175
188
0,04
0,06
где си и аг — коэффициенты теплообмена с 1-й и 2-й сторон П П ;
для
естественного
теплообмена
.си + аг =
= 17 В т / ( м 2- К) ;
'
6„ — толщ ина П П модуля.
4.
О пределяем искомый перегрев поверхности корпуса мик­
росхемы:
Л ^ис ” Л /в 4- к /
X
N
Q„
*, < \ с -
V X
с) +
бз
«с, (mR)
Ko(mrj)
Q, с, K„(mR,)
б,
> -з,Л
R2
1
Kt (m/?)'— h
Kr,{mR)
где В и М — условные величины, введенные д л я упрощения
ф ормы записи: при одностороннем расположении корпусов мик­
росхем на П П В = 8,5 л /?2J3t/K, М = 2; при двустороннем р а с ­
полож ении корпусов В — О, М = 1; к — эмпирический коэффи­
циент: д л я корпусов микросхем, центр которых отстоит от то р­
цов П П на расстояний, -менее 3 R, к = 1 , 1 4 ; к * — коэффициент
97
вующей строки таблицы независимо от полноты состава о п р е ­
деляем ы х по казател ей на различны х стадиях разработк и .
Коэф ф ициент использования микросхем и микросборок
Кпсп
СХ
Л^сх
/
(Л^СХ
"Ь Л/ э р н ) ,
где А'сх — о б щ ее число микросхем и М С Б в изделии, шт.;
Аэр и
общ ее число Э Р И , шт..
'К о э ф ф и ц и е н т автом атизац ии и механизации м он т а ж а изде­
лия Kam ~ N a m /N m , где N ат — число м онтаж ны х соединений, к о ­
торые могут осущ ествляться или осуществляются механизиро­
ванным или автоматическим способом; N m — общее число м о н­
т аж ны х соединений.
’
Таблица
3.15
Состав базовы х показателей
Порядковый
номер в
ранжиро­
ванной пос­
ледователь­
ности
1
2
3
Показатель
Эскиз­
ный
проект
технологичности
Коэффициент использо­
вания микросхем и МСБ
в блоке к исп сх
Коэффициент автомати­
зации
и
механизации
монтажа изделия кям
Коэффициент м е х а н и з а ­
1,000
~
Техни­
ческий
проект
~
1,000
0,750
Рабочая
докумен­
тация
+
+
~
+
Л-
ц и и ПОДГОТОВКИ К . ш э р п
4
Коэффициент механиза­ 0,500
ции контроля и настрой-,
+
КИ К мкн
5
6
7
Коэффициент повторяе­
мости Э Р И к п эри
Коэффициент применяе­
мости ЭРИ К пр эри
Коэффициент
прогрес­
сивности
формообразо­
вания деталей к ф
0,310
—
0,187
—
0,110
—
+
+
+
Коэф ф ициент автоматизации и механизации подготовки Э Р И
к м о нтаж у к мп эр„ = А'мп эри/А^ри, где А'мп эри — число Э Р И (ш тук),
подготовка которых к м онтаж у может осуществляться м ехани­
зированны м или автоматизированны м способом.
Коэф ф ициент автом атизац ии и механизации операций конт­
роля и настройки электрических парам етров к мкh = N mkJ N kii,
где Агмк„ — число операций контроля и настройки, которые м о ж ­
но осущ ествить механизированны м или автоматизированны м
способом (в число указан ны х вклю чаю тся операции, не т р е ­
бующие средств м ех анизац ии); jVkh — общ ее число операций
контроля и настройки.
Коэф ф ициент повторяемости
Э Р И к„ эРи= ' — ЛГТэРн/А'Э
ри,
где jVt зри — общее число типоразм еров Э Р И в изделии.
Коэффициент применяемости Э Р И /спРэри = 1 — jVtop эр„/Атт-эри,
где Л^тор эри— число типоразм еров оригинальных Э Р И в изделии.
К оригинальным относятся составные части (детали, узлы,
Э Р И ) , р а зр а б а т ы в а е м ы е и изготовляемые впервые к а к самим,
предприятием -разработчиком , так и в порядке кооперирования с
другими предприятиями.
Коэффициент прогрессивности ф орм ообразовани я деталей
Кф = N np/N 0, где N np— число деталей (ш тук), заготовки которых
или сами детали получены прогрессивными методами ф о р м о о б ­
ра зо ва н и я (штамповкой, прессованием, порошковой м е та л л у р ­
гией и т. д . ) .
Количественный ан ал и з конструкции изделий на технологич­
ность проводится в два этапа:
анализ ранее ра зр а б о т а н н ы х б азовы х конструкций (изделийаналогов) в целях установления базовых показателей уровня
технологичности для сопоставления и оценки уровня технологич­
ности вновь р а зр а б а т ы в а е м ы х изделий;
анализ вновь р а зр а б а т ы в а е м ы х конструкций по стадиям
проектирования с установлением уровня их технологичности
[4,25].
Состав базовых показателей, их ран ж и ро ван н ая последова­
тельность по значимости, коэффициент значимости q , на р а з л и ч ­
ных стадиях разработки апп аратуры приведены в табл. 3.15,
где приняты следующие обозначения: « + » — показатель опре­
деляется, « ~ » — показатель определяется приближенно, «— »—
пок азател ь не определяется.
И дентификация оцениваемого но технологичности блока с
тем или иным классом блоков д о лж на осущ ествляться на основе
а н а л и за принятых ехем-но-конструщтивно-технологических р е ш е ­
ний. Определение значений единичных показателей с т а н д а р т и за ­
ции и унификации производится по ОСТ 4 .ГО.012.010. П оказа
тели унификации характеризую т насыщенность конструкции
стандартны ми, унифицированными и оригинальны ми составными
частями. Под составными частями понимают детали или сбороч­
ные единицы. Составные части подр аздел яю тся на стандартные,
унифицированные и оригинальные. К стандартным относят сос­
тавны е части, выпускаемые в соответствии с государственными,
республиканскими и отраслевы м и стан дартам и. У н иф и ци ро ван­
ны м и составными ч ас т я м ц явл яю тся части:
вы пускаемы е по стан д а р т а м предприятия, если ими поль­
70
зуются хотя бы в двух различны х изделиях данного предприятия;
получаем ы е с других предприятий в порядке кооперирования;
заим ств ов анны е из других ра зр аб о т о к (спецификаций).
П р и курсовом проектировании показателям и уровня ун и ф и ­
кации Р Э С и их со ставн ы х ч астей являю тся:
коэфф ициент применяемости
ш о1 0 0
% ’
где Мс — число типоразмеров стандартны х составных частей
конструкции;
А'у — число типоразм еров унифицированных составных ч а с ­
тей конструкции;
N 0 — число типоразм еров оригинальны х составных частей
конструкции;
iVK— общ ее число типоразмеров составных частей конструк
ции;
коэфф ициент повторяемости составных частей конструкции
КП=
100% ,
где N — общ ее число составных частей.
П ри определении показателей унификации из расчета необ­
ходимо исключить широко распространенные детали и сбороч­
ные единицы (крепеж ны е детали, заглуш ки, лепестки, п р о к л а д ­
ки и др.) д л я того, чтобы усилить удельный вес,составны х ч а с ­
тей. Д л я с л о ж н ы х Р Э С коэффициенты унификации определяю т
на уровне ячеек, ТЭ З, блоков и т. п. Коэффициенты унификации
определяю т д л я каж дого вида конструкции отдельно, а затем
находят обобщ енный коэффициент унификации д л я каж дого
функционально законченного устройства и РЭ С в целом.
4. Р Е К О М Е Н Д А Ц И И П О Р А З Р А Б О Т К Е
КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ
4 .1 С О С Т А В Л Е Н И Е И О Ф О Р М Л Е Н И Е
по ясн и тельн о й
зап и ски
В пояснительнрй записке ( П З ) даю тся подробные исходные
д ан н ы е к прбекту и о тр а ж а е тс я выполнение всех пунктов з а д а ­
ния на курсовое проектирование. Реком ендуется следующее со­
д е р ж а н и е П З , распол агаю щ ееся в строгой последовательности
71
Тит-ульный лист, ведомость проекта, техническое зад ан ие, анн о­
тация, оглавление, введение, ан ал и з ТЗ, ЭЗ и оценка эл ем ент­
ной базы, ан ал и з аналогичных конструкций, р а з р а б о т к а конст­
рукции Р Э С , конструкторские расчеты, выводы и заключение,
список используемой литературы , приложения.
П риведенная последовательность располож ения разделов
обусловлена логикой конструкторской ра зра б от к и РЭС. Следует
заметить, что в курсовом проекте нецелесообразно выделять
специальные разделы , связанны е с применением ВТ, т. к. та
д о л ж н а использоваться на всех этапах аналитического обосно­
вания принимаемых конструкторских решений и других расчет-'
к ы х работ.
Титульный лист выполняю т на типовом бланке, принятом на
кафедре. Он содерж ит назван ие темы курсового проекта в том
виде, в каком оно д ан о в ТЗ, и является первым листом ведо­
мости курсового проекта.
Ведомость курсового проекта — текстовый К Д (шифр К.П),
документ с перечнем всех входящ их в курсовой проект доку м ен­
тов, имеет р азд ел ы «О б щ ая документация», «Д окументация по
сборочным единицам» и «Д окум ентация по деталям». Т ребо ва­
ния в оформлению ведомости курсового проекта соответствуют
требованиям к ведомости технического предложения (ГОСТ
2.118— 73*).
Техническое задание оф орм ляется на типовом б лан ке (см.
прил. 1), подписывается студентом, руководителем проекта и
утверж дается заведую щ им кафедрой.
Аннотация д о л ж н а с оде рж а ть краткие сведения о цели, со­
держ ании , объеме П З и графической части проекта, основные
результаты работы и возможности их практического применения.
Реком ен дуем ы й объем 0,5 с.
О г л а в л е н и е оф орм ляется на отдельном листе. Н а и м е н о в а ­
ния разд ел ов и подразделов приводят с указан и ем номеров
страниц, на которых р азм е щ а е т с я их начало. Список использо­
ванной л и тературы и прилож ения помещают в конце.
В ве д е н и е является первым разд ел о м П З . В нем обосновы ва­
ется актуальность р а зра б от к и данного вида РЭ С , формулируется
р е ш а е м а я з а д а ч а конструкторского проектирования, отмечается
та часть работы, которая позволила получить оригинальные кон­
структорские решения, подчеркивается реальность проекта, у к а ­
зы в а е тся область использования достигнутых результатов.
О бъем 1— 2 с.
С о д е рж а н и е и у к а за н и я по составлению разделов:
«Анализ Т З, ЭЗ и оценка элементной базы», «Анализ аналогич­
ных конструкций» д ан ы в п. 2.2.
72
Р а з д е л «Разработка конструкции Р Э С » выполняется в два
этапа [16, 26]:
п р е д ва р и т е л ьн а я р а з р а б о т к а конструкции (принятие прин­
ципиальны х конструкторских решений);
р а з р а б о т к а основных элементов и узлов конструкции Р Э С
(при няти е-оконч ательн ы х технических решений).
Н а первом этапе д о лж н ы быть рассмотрены следую щие воп­
росы:
ан ал и з базовых и типовых несущих конструкций;
выбор необходимого вар ианта или аргументированного обос­
нования оригинального конструкторского решения;
выбор предварительного в ар ианта компоновки устройства;
выбор типа электрического м онтаж а;
выбор способов защ иты устройства от дестабилизирую щих
ф акторов (механических, климатических и различных помех);
выбор способов обеспечения нормального теплового «режима
устройства;
выбор конструкторских решений, обеспечивающих удобство
ремонта и экспл у атац ии устройства;
обеспечение требований стандартизации, унификации и тех­
нологичности конструкции устройства;
описание вы бранного вар и а н та компоновки устройства С о­
д е р ж а н и е этих вопросов отраж ен о в п. 2.4.
Н а втором этапе д о лж ны быть рассмотрены следующие в о п ­
росы:
выбор б азо вы х несущих конструкций и их элементов;
выбор элем ентов крепления и фиксации;
выбор конструктивного исполнения защ иты устройства ог
механических воздействий;
выбор конструктивных элементов электрического монтаж а;
а н а л и з типов электрических соединителей;
выбор конструктивного исполнения экранировани я и з а з е м ­
ления;
выбор устройств о хл аж д ен и я ячеек, блоков и Р Э С в целом;
выбор защ и тн ы х и защ итно-декоративны х покрытий;
выбор способов маркировки деталей и сборочных единиц, н а ­
несение надписей на лицевых панелях.
С о д е р ж а н и е перечисленных вопросов отраж ено в п. 2.5.
В р а зд е л е «Конструкторские расчеты» д олж ны быть сгруп­
п ированы расчеты, которые следует проводить д л я обоснования
принятых на предыдущ их этапах конструкторских решений. О с­
новными вы полняем ы м и в курсовом проекте являю тся конст­
рукторские расчеты: объемно-компоновочных характеристик
устройства; р азм ер н ы х цепей; электромагнитной совместимости;
над еж ности; парам етр ов меж электрических соединений; тепло­
73
вого реж и ма; на механические воздействия; технологичности и
унификации.
М етодика расчетов изл ож ена в разд. 3, а т а к ж е в работах
[11, 25]. С од ерж ание и объем расчетного м а те р и а л а в каж дом
конкретном случае определяет руководитель курсового проекти­
рования.
В ы во д ы и за к л ю ч е н и е с одерж ат сведения о соответствии
р азр аботанн ой конструкции ТЗ, о ее достоинствах и недостат­
ках. Зд есь указы ваю т предполагаем ы е рекомендации, н а п р ав ­
ленные на совершенствование РЭС- ■.
'
■
Список и сп ользо ва нно й литературы вклю чаю т только ту
литературу, которая б ы ла использована студентом при вы пол­
нении расчетов и р а з р а б о т к е конструкции РЭ С . Н а указан ны е
в списке работы д олж н ы быть сделаны ссылки по тексту П З.
Список литер ату ры оф орм ляю т по ГОСТ 7.1— 84.
П рилож ение — вспомогательный материал, имеющий сам о­
стоятельное смысловое значение, обычно это спецификации сб.
чертежей, перечень элементов ЭЗ, распечатки программ р а с ч е ­
тов или м оделирования на ЭВМ и т. и. К а ж д о е приложение
д о л ж н о начинаться с новой страницы и иметь заголовок, кото­
рый распо л агаю т симметрично тексту. Если прилож ений нес­
колько, их нумеруют арабским и цифрам и, например: « П ри л о­
жение 1». П ри наличии в приложении рисунков, т а б л и ц или
ф ормул — нумерацию выполняю т в пределах каж дого прило­
ж ения с добавлением буквы «П», например: «Рис. П. 1.1; табл.
П. 1.5».
Пояснительную запи ску выполняют в соответствии с основ­
ными требованиями и реком ендациям и по выполнению тексто­
вых документов ( Е С К Д ГОСТ 2.105— 79*, ГОСТ 2.106—68*).
Текст П З пишут чернилами на одной стороне стандартного
листа ф орм ата 11 (А4 = 297 X 210) с полями: слева — ЗО.мм,
с п р а в а — 10мм, сверху и снизу — 20 м м . Н ум ерация листов —
сквозн ая, первым является титульный л и ст ,-в то р ы м — лист с
техническим задан ием и т. д.
В основной части П З выделяю т разделы, а если необходимо,
п о д р аздел ы и пункты. Р а з д е л ы и подразделы имеют тематичес­
кие заголовки, 'краткие и соответствующие содерж анию . З а г о ­
ловки р азделов запи сы ваю т прописными буквами, а п о д р азде­
л о в — строчными. Р а з д е л ы в пределах всей записки нумеруют
арабск им и цифрами с точкой.
Я зы к излож ения П З ’ долж ен быть четким, кратким , исклю ­
чающим возм ожность субъективного толкования, и не иметь
слов, которые в ы р а ж а ю т личные п ер еж и вания ав тора, н а п р и ­
мер, «это. совершенно очевидно», «это очень легко м ож ет быть
д ока за н о », «не составляет особого т р уда» и т. п. Терминология,
74
определения, наименования и обозначения д олж н ы быть еди­
ными на протяж ени и всего текста и соответствовать у стан овл ен­
ным стандартам,- Следует избегать включения в текст общих по­
л ожений, взятых из учебников, лучше сослаться на соответст­
вующую л и т е р ату р у и привести отдельны е выводы или ф орм у­
лы- В тексте П З не допускается:
применять иностранные слова и термины при наличии р а в ­
нозначных слов и терминов в русском языке;
использовать индексы стан дартов ГОСТ, ОСТ, С Т П СТ СЭВ
без их номеров.
Условные буквенные обозначения величин, а т а к ж е услов­
ные граф и чески е изображ ени я д о лж н ы соответствовать стан­
д ар т а м .
Ф орм улы могут иметь а рабск у ю нумерацию в пределах разделф. П о яснения символов, числовых коэффициентов необхо­
димо приводить сразу после формулы в последовательности, со-,
ответствующ ей приведенной в математическом вы ражении. При
выборе символов и обозначений единиц измерения физических
величин рекомендуется использовать ст ан д ар т СЭВ 1052— 78.
Число иллю страций до лж но быть достаточным д л я поясне­
ния изл а гае м о го текста. Рисунки выполняют к ар а н д а ш о м на
белой бумаге. Рисунки имеют нумерационный и тематический
заголовки, например: «Рис. 2.4. Эскиз компоновки лицевой
панели источника питания». К а ж д а я иллю страция нумеруется
последовательно в пределах каж до го р а зд е л а арабским и ц и ф ­
рам и и пом ещ ается после первого упоминания в тексте.
Ц и ф р о в о й , м а тери ал рекомендуется оф орм лять в виде т а б ­
лиц. Т абл и цу помещают сразу ж е за первым упоминанием о ней
Н ум ерац и я та б л и ц осущ ествляется в пределах каж до го р а з ­
д ел а а р а б с к и м и цифрами. Номер иллюстрации состоит из но­
м ера р а зд ел а и порядкового номера иллюстрации, разделенных
точкой- На все таблиц ы и рисунки, помешенные в тексте П З.
д олж н ы быть ссылки.
Список использованной литературы составляю т в порядке ее
упоминания в тексте ПЗ. Библиограф ическое описание источ­
ника у к а зы в а е т с я следующим образом:
д л я книг: ф ам и л и я и инициалы автора, наименование книги,
место издания, издательство, год издания, количество страниц.
Н апри м ер: 1. Гелль П. П., Иванов-Есипович Н. К. Конструиро­
вание и м икром ини атю ризаци я радиоэлектронной аппаратуры :
Учебник д л я вузов. — Л'.: Энергоатомиздат. Ленингр. отделение.
1984,— 536;
д л я статьи: ф ам и л ия и инициалы автора, назван ие статьи,
н а зв а н и е ж у р н а л а , год издания, том, номер страниц, на которых
помещ ен источник Н апример: Богуш ова И. П. и др. Система
75
машинного конструирования детал ей
(С И М А К ). — ТР./М оск.
энерг. ин-т, 1982, вып. 587, с. 83—90;
д л я нормативно-технических документов: наименование до­
кумента, место издания, наименование издательства, год и зд а ­
ния, например: ГОСТ 2.109— 73. Основные требования к чер­
т е ж а м .— М.: Комитет стандартов, мер измерительных приборов
при С М С С С Р , 1973.
4.2. О Ф О Р М Л Е Н И Е Г Р А Ф И Ч Е С К О Й
ДОКУМ ЕНТАЦИИ
Общие
т р е б о в а н и я - Графическую
часть курсового
проекта выполняют в соответствии с требованиям и Е С К Д - В нее
м о ж е т ' входить чертеж общего вида изделия; сборочный чер­
т е ж отдельных узлов; чертеж д ля эл ектро м он таж а; чертеж ори­
гинальны х деталей (шасси, корпуса, печатных плат и т. п.).
Общий объем графической части не менее 2-х листов 24 фор­
м а та (А1-594+841 мм). Ф орм ат листа студент вы бирает с уче­
том м аксимального его заполнения.
Графические конструкторские документы содерж ат основ- ные и дополнительные надписи. Г р а ф ы основной надписи за п о л ­
няю тся в соответствии с ГО СТ 2.10*4— 68. При этом реком енду­
ется обратить внимание на следующие моменты.
»
1. Г р а ф у
«Обозначение» заполняю т по ГОСТ 2.201—80
«К л ассиф икац ия и обозначение изделий в конструкторских д о ­
кументах». используя методические указан и я [7].
2.
В граф у «Н аименование изделия» записы ваю т название
изделия, блока пли узл а в именительном п а д е ж е и единствен­
ном числе, начиная с существительного, например, усилитель
импульсныйВ графе «Утвердил» записы ваю т ф амилию заведую щ его той,
кафедрой, которой читается дисциплина
«Конструирование
РЭС».
4. Граф у «Литера» запол няю т в соответствии с ГОСТ 2.103
— 68, начиная с левой колонки. Л итера, о п р ед ел яю щ ая характер
р а зр а б а т ы в а е м о й документации (Т, Э, О и т. п.), уточняется с
руководителем проекта при получении за д ан и я на про ек ти ро ва­
ние.
5. Г ра ф у «Лист» заполняю т в том случае, когда кон струк­
то рская докум ентация выполнена более чем на одном листе.
6. В гр аф е «Листов» у к а зы в а ю т число листов, на которых
выполнен документ (заполняется только на первом листе).
' 7. В гр а ф е «Индекс ор ганизац ии— р а зр а ботч и ка » за пи сы ­
ваю т индекс организации, предлож ивш ей тему проекта и вы пол­
нившей нормоконтроль документации.
8. В графе «Н. контроль» (нормоконтроль) указывают фа­
76
милию норм оконтролера того предприятия, д ля которого в ы ­
полнен проект.
9.
Г ра ф у «Обозначение м ате ри а ла » заполняю т только на
ч ер теж ах д ет а л ей (правил а ее заполнения приведены в ГОСТ
2.104— 68). Все подписи д о лж ны быть выполнены чернилами,
пастой или тушью черного цвета.
С п е ц и ф и к а ц и я . Специф икация выполняется в соответ­
ствии с ГО С Т 2.108— 68* на отдельных листах ф орм атом А4 с
основными надписям и по форме 2 и 2а.
В курсовом проекте спецификация чертежей, к а к правило,
со держ ит следую щ ие разделы :
«Д окументация», «Сборочные
единицы», «Д етали», « С тандартны е издания», «Прочие изде­
лия», «М атери алы ». П ри их заполнении необходимо ру ководст­
воваться отмеченным стандартом и обратить внимание на с л е­
дующее.
1. В р а зд е л е «Д окум ентаци я» у ка зы в а ю т только те д о ку ­
менты. которы е
для выполнения каких-либо операций
при сборке Р Э С (пояснительную записку проекта здесь не у к а ­
з ы в аю т ).
2. Р а з д е л ы «Сборочные единицы» и «Д етали» заполняю т в
порядке увеличения децим ального обозначения документа с
учетом трех последних цифр порядкового номера разрабо тки
изделий. Д л я предотвращ ения ошибок рекомендуется снач ала
выписывать наименования изделий, которые будут дан ы в спе­
цификации, а затем присвоить им д ец им альны е обозначения и
запи сать в спецификацию, рас п ол ага я в указанном порядке.
П осле этого к а ж д о м у изделию присваивают номер позиции, ко­
торый и проставляю т на сборочном чертеже.
3. В разд ел «С тандартны е изделия» заносят изделия по
категории стандартов, в пределах каж дой категории — по груп­
пам изделий, объединенных по ф ункциональному назначению
н р ас п о л а га ю щ и х ся в алфавитном порядке (например, к р е п е ж ­
ные изделия, электротехнические изделия и т. п.), в пределах
к а ж д о й группы — в алфавитном порядке наименований изделии
(например, винты, ганки, ш ай бы ), в пределах каж до го наиме­
н о в а н и я — в порядке возрастан ия обозначений стандартов, а в
пределах к а ж д о г о обозначения с т а н д а р т а — в порядке во зр а с т а ­
ния типо разм еров изделий. В общем заголчрке д аю т наимено­
вание тех изделий, число которых велико и которые о тли ча ­
ются только типор азм ер ам и, д ал е е они перечисляются в порядке
в озр а с т ан и я их основного парам етра.
4- В р а зд е л е «П рочие изделия» у казы ваю т изделия по одно­
родным группам, р ас п ол агаю щ и м ся в алфавитном порядке, в
пределах группы — в алф ави тн ом порядке наименований изде­
н у ж н ы
77
лий, а в пределах наименования — в пор.ядке возрастан ия основ­
ных парам етров или разм еро в изделий.
5.
В р азд ел е «М атериалы » записываю т только основные м а ­
териалы , т. е. такие, число которых может быть точно опреде­
лено конструктором по чертеж у (не записы ваю т те, число к о ­
торых определяется технологом при производстве изделий, н а ­
пример, л аки , клеи, за м а зки , припои и т. п.). За п и с ь о приме­
нении таких м атери алов приводят в технических требованиях
на поле сборочного чертеж а с о б язател ьны м указан и ем с т ан ­
д ар т о в или технических условий на эти м атериалы .
Спецификации рекомендуется выполнять на блан ках, изго­
товленных типографским способом. Не допускается заполнение
этих документов на пишущей машинке. П рим ер оформления
спецификации лан в прил. 3Ч е р т е ж о б щ е г о в и д а - Ч е р т е ж следует выполнять в соот
ветствии с требованиям и ГОСТ 2.119—73* и ГО СТ 2.120—73*. Он
определяет конструкцию РЭС. взаимодействие его составных
частей и поясняет принцип работы устройства, в клю чает форму
д еталей и характерны е размеры, которые облегчают уяснение
ф ормы элементов деталей (например обозначение д и ам етра для
д еталей круглой ф ор м ы ), содерж ит п о с а д к и — предельные о т ­
клонения сопрягаемых, поверхностей, сопровож дается техничес­
кими требованиями к изделию (например, по покрытию, м ето­
дам сборки)., д ает технические характеристики, необходимые
д л я разрабо тк и рабочих чертежей.
Ч е р т еж о б щ е г о .в и д а долж ен содерж ать сведения о состав­
ных частях изделия в таблице, выполненной на том ж е листе рли
на отдельных листах ф орм ата .44. обозначаем ы е к а к последую­
щ ие листы того ж е чертежа. Конструктор по своему усмотрению
составляет таблицу, где он последовательно записывает: з а и м ­
ствованные изделия; покупные; вновь р а зр а б а т ы в а е м ы е. С в е­
дения о Р Э С можно приводить на полкрх линий-выносок или
оф ор м лять в виде спецификаций.
^
С б о р о ч н ы е ч е р т е ж и . Т акие чертежи выполняют в со­
ответствии с ГОСТ 2.109—73 и ГОСТ 2.305— 68. Д л я них н а и ­
более предпочтительным является м асш таб 1:1, т а к как он обес­
печивает наглядное представление о р а зм е р а х и форме РЭС,
по д л еж ащ его сборке. Число проекций и видов выбирают так,
чтобы в полном объеме обеспечивалось изображ ение изделия и
крепления всех деталей конструкции- Р а з р е з ы и сечения при­
меняют в том- случае, когда внешние очертания или форма д е ­
т алей не д аю т четкого представления о характере, порядке нх
взаимного р азм ещ ен ия и соединения. Ж е л а т е л ь н ы разрезы , по­
к а зы в а ю щ и е способы реал изаци и крепления д етал ей (запр ес­
совка, склеивание и т. п.). Ж ел а т е л ь н о использовать способы
78
упрощенного изо б р а ж е н и я элементов конструкции, особенно
если они пр едставлены в проекте в виде чертеж ей д етал ей или
являю тся стан дартны м и, например, винты, гайки и др. Это
ва ж н о д л я чертежей РЭ С , содерж ащ и х несколько одинаковых
частей конструктивны х элементов. В данном случае подробно
вычерчиваю т один элемент, а остальные — упрощенно.
Сборочный чертеж , содержит:
и зо б ра ж е н и е сборочной единицы, д аю щ ее представление- о
располож ении и взаимной связи составных частей, соединяемых
по д ан ном у чертежу, и обеспечивающее возм ож ность осущ еств­
ления сборки п контроля сборочной единицы; допускается на
сборочных чер теж ах по м ещ ать дополнительные схематические
и зо б р аж ен и я соединения и располож ения составных частей
изделия;
разм еры , предельные отклонения и д руги е п арам етр ы и т р е ­
бования, которы е д о л ж н ы бы-т^ выполнены или проконтролиро­
ваны но д ан н о м у сборочному чертежу; допускается ук а зы в ат ь в
качестве справочны х ра зм е р ы деталей, определяю щ ие х а ра кт е р
сопряжения;
у к а за н и я о х а р а к т е р е ' сопряж ения и м етодах его осущ еств­
ления, если точность сопряж ения обеспечивается не задан ны м и
предельны ми о тклонениям и размеров, а подбором, подгонкой, а
т а к ж е у к а з а н и я о выполнении неразъем ны х соединений (с ва р ­
кой, пайкой и т. п.);
ном ера позиций составных частей, входящ их в изделие;
установочные, присоединительные и д руги е необходимые
справочные р азм ер ы ;
координ аты центров м асс (при необходимости).
У к а зы в а я установочные и присоединительные р азм еры , н а ­
носят: координаты расположения, разм еры с предельными от­
клонениями элементов, с л уж ащ и х д л я соединения с сопрягае­
мыми изделиям и; другие парам етры , например, ч и с л о ,к о н т а к т ­
ных пар электрического соединения.
-Пример оф ормления сборочного чертежа показан в прил. 4
(вкладка).
Д л я упрощ ения чтения чертежа рекомендуется:
д л я кр еп еж н ы х изделий д ел а ть общую линию-выноску и
вертикально р а с п о л а г ать номера позиций крепеж ны х деталей с
ука за н и е м их числа (д л я двух единиц и более) ;
не до пускать пересечения разм ерных линий с линиям и-вы ­
носками (р а зр е ш а е т с я один .изгиб линии-выноски);
га ба ри тн ы е р азм ерны е линии наносить так, чтобы они р а с ­
пол агал ись с п р а в а и снизу относительно вида.
О б щ и е р е к о м е н д а ц и и по п р и м е н е н и ю п о к р ы ­
т и й . 1. У глеродисты е стали (Ст. 20, Ст. 30, Ст. 45, 410, 412)
79
облад аю т низкой коррозионной стойкостью й п о д л е ж а т о ё я з а ;
тельной антикоррозионной защ ите. П окры тие Ц18.хр. рекомен­
дуется в основном д л я крепеж ны х деталей. Кд 9. б, Кд 9.хр —
д л я ответственных д етал ей конструкции.
2. Н изколегированны е стали (20Х, 40Х, 40 ХНА, 18 ХГТ и
т. п.) т а к ж е о б лад аю т низкой коррозионной стойкостью и подле­
ж а т защ ите: Кд 9. хр, Хим. Оке. Фос.
3. Брон зы Бр0Ф6-0,15, Б р Б 2 , БрБА Т -19 и т. п.) об лад аю т
высокой коррозионной стойкостью, поэтому не требуют за щ и т ­
ных покрытий, их м ожно лишь пассивировать: Хим. Пас.
4. Л а т у н и с содерж анием меди 62 % и более (Л62, Л68)
имеют удовлетворительную коррозионную стойкость и могут
применяться в пассивированном состоянии: Хим. Пас. Д е та л и ,
изготовленные и з латуней с содерж анием меди менее 62 % (Л59
и Др.), требуют защ иты от коррозии гальваническими покры ­
тиями: О-Ви (95)9, 0-119 или лако к расоч ное покрытие — Л К П
( л а к У Р-231),
5. Титановые сплавы о б л а д а ю т высокой коррозионной стой­
костью и антикоррозионной за щ и т ы не требуют, в декоративны х
целях могут покрываться Л К П .
6. Алюминиевые литейные .сплавы (АЛ2, АЛ4, АЛ5, АЛ9,
А Л 13) об ла д а ю т относительно высокой коррозионной стой­
костью. Д е т а л и из них рекомендуется подвергать химическому
оксидированию: Хим'._Окс, а внешние поверхности корпусных
деталей — с дополнительным Л К П .
7. Алюминиевые деф орм ируем ы е и ковочные спл авы (АД1,
АД-33, Д i , Д16Т-А, АК4, АК.6, А К 8 ), а ' т а к ж е алю м иниево­
магниевые сплавы (АМг, АМг -5, АМг-6) требую т анодного о к ­
сидирования: Ан. Оке. Хр., Ан. Оке. черн., а внешние поверх­
ности корпусных д ет а л ей — Ан. Оке. Л К П .
8. Д е т а л и , п од л е ж а щ и е пайке, необходимо меднить с после­
дую щ им покрытием оловом: М40. 0-13.
9. Н аи б о л е е высокой коррозионной стойкостью облад аю т
не рж ав е ю щ и е стали
(Х18Н10Т, 12Х18Н9Т,. Х28 и д р .). Д л я
улучшения коррозионной стойкости рекомендуется механическая
об раб отка с ш ероховатостью R a ^ l , 2 5 с последующей м ехани­
ческой или электрополи ровкой и пассивацией в растворе а з о т ­
ной кислоты (Хим. П ас.).
10. П ружины , изготовленные из углеродистых или ни зколе­
гированны х сталей, необходимо каДмировать (К д ) или под­
вергать оксидному ф осфатированию (Хим. Оке. Фос.) и покры ­
вать д вум я слоями л а к а УР-23.
11. Токоведущие д ет ал и рекомендуется изготовлять из меди
и медных сплавов и покрывать никелем (Н 13) или сплавом
олово-никель (0-Н13).
12.
Н а на р у ж н ы е поверхности корпусов рекомендуется н а ­
носить л ако к р а со ч н ы е покрытия.
БИ БЛ И О ГРАФ И Ч ЕСК И Й СП И СО К
1. Базовый принцип конструирования РЭА /П од ред. Е. М. Парфенова.
М.: Радио и связь, 1981. 120 с.
2. В арлам ов Р. Г. Компоновка РЭА. М.: Сов. радио, 1975. 352 с.
3. Верхопятницкий П. Д ., Латинский В. С. Справочник по модульному
конструированию радиоэлектронной аппаратуры. Л.: Судостроение, 1983.
232 с.
4. Гелль П. П., Иванов-Есипович И. К. Конструирование и микроминиа­
тюризация радиоэлектронной аппаратуры. Л.: Энергоатомиздат, 1984 536 с.
5. Д еньдобренко Б. И., Малика А. С. Автоматизация конструирования
РЭА. М.: Высш. шк., 1980. 247 с.
6. Д ул ь н ев Г. Н. Тепло- и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре.
М.: Высш. шк., 1984. 247 с.,
7. Классификатор радиотехнических изделий: Метод, указания /Куйбы­
шев авиац. ин-т; Сост. А. И. Чекмарев, В. В. Пахомов, П. Е. Молотов. Куй­
бышев, 1988.
8. К нязев И. Д . и др. Конструирование радиоэлектронной и электронновычислительной аппаратуры с учетом электромагнитной совместимости
IA. Д . К нязев, Л . И. Кечиев, Б. В. Петров. М.: Радио и связь, 1989. 224 с.
9. К озлов Б. А., Ушаков И. А. Справочник по расчету надежности аппа­
ратуры радиоэлектроники и автоматики. М.: Сов. радио, 1975. 472 с.
10. Компоновка и конструкции микроэлектронной аппаратуры: Справ,
пособие /П. И. Овсищер, И. И. Лившиц, А. К. Орчинский и др.; П од ред.
Б. Ф. Высоцкого. М.: Радио и связь, 1982. 208 с.
/
11. Конструкторские расчеты в РЭА: Метод, указания /Куйбышев, авнан.
нн-т; Сост. А. И. Чекмарев, Г. Ф. Краснощекова, Куйбышев, 1986.
12. Конструирование и оформление чертежа печатной платы: Метод.
указания /Куйбы ш ев, авиац. ин-т; Сост. А. И. Чекмарев, С. Ф. К узнецов;
Куйбышев, 1988.
13. Кузьм ин А. Я. Конструимвание и микроминиатюризация электрон­
ной вычислительной аппаратуры. М.: Радио и связь, 1985 . 280 с.
14. Л еви н А. П., Сватикова И. Э. Расчет внбропрочности конструкций
РЭА: Учеб. пособие /М И РЭА М., 1983. 88 с.
15. Ненашев А. П., К оледов Л . А. Основы конструирования микроэлек­
тронной аппаратуры. М.: Радио и связь. 1981. 304 с.
16. Парфенов Е. М. и др. Проектирование конструкций радиоэлектрон­
ной аппаратуры: Учеб. пособие для вузов / Е. М. Парфенов, Э. И. Камышная,
В. П. Усачев. М.: Радио и связь, 1989. 272 с.
17. Пестряков В. Б. Конструирование радиоэлектронной аппаратуры. М.:
Сов. радио, 1969. 208 с.
18. Пименов А. И. Снижение массы конструкций РЭА. М.: Радио и связь,
1981. 128 с.
19. П оляков К. П. Конструирование приборов и устройств радиоэлектрон­
ной аппаратуры. М.: Радио и связь, 1982. 240 с.
20. П реснухин 27. Н., Ш ахнов В. А. Конструирование электронных вы­
числительных машин и систем. М.: Высш. шк., 1986 . 512 с.
21. Разработка н оформление конструкторской документации радио­
электронной аппаратуры: Справочник /Э . Т. Романычева, А. К. Иванова,
А. С. К уликов и др.; П од ред. Э. Т, Романычевой. 2-е изд., перераб. и доп.
М.: Р адио и связь, 1989, 448 с.
81
22. Разработка конструкций модулей низших уровней: Учеб. пособие по
Курсу «Конструирование и микроминиатюризация радиоэлектронной аппара­
туры» /В. И. Пономарев, А. М. Сапожников, В. Н. Свитенко /Харьк. авиац.
ин-т. Харьков, 1986. 93 с.
23. Роткоп Л . Л ., Спокойный Ю. В. Обеспечение тепловых режимов при
Конструировании РЭА. М.: Сов. радио, 1976. 232 с.
24. Справочник Конструктора РЭА: Компоненты, механизмы, надеж ­
ность /А. А. Барканов, Б. Е. Бердичевский, П . Д. Верхопятницкий и др.; Под
ред. Р. Г. Варламова. М.: Радио и связь, 1985. 384 с.
25. Справочник конструктора РЭА: Общие принципы конструирования
/П од ред. Р. Г. Варламова. М.: Сов. радио, 1980. 480 с.
26. Учебное пособие по курсам «Теоретические основы конструирования
РЭА», «Конструирование и микроминиатюризация РЭА» /В. J4. Луценко,
В. И. Пономарев, А. М. Сапожников, В. Н. Свитенко /Харьк. авиац. ин-т,
Харьков, 1985. 95 с.
27. Шерстнев В. В. Конструирование и микроминиатюризация РЭА:
Учебник для вузов. М.: Сов. радио, 1972. 176 с.
Приложение
Типовой бланк задания на курсовое проектирование
К А Ф Е Д РА
«К О Н С ТРУ И РО В А Н И Е Р А Д И О Э Л Е К Т Р О Н Н О Й
АП П АРАТУРЫ »
ЗАДАНИЕ
на кур совой проект по конструированию Р Э С
Студент _ _ _ _ _______ •
группа__ ___ _ _
______ ____________________ _______ _______________ ____
Руководитель
Срок представления проекта
•_____ :___________________________199___г.
1. Тема проекта: Разработка конструкции
_________ ___________________
2. Исходные данные
2.1. Наименование и область применения ______ :_____________________
2.2. Схема электрическая принципиальная
2.3. Условия
эксплуатации
(прилагается
к заданию)
______._____________________
Объект у с т а н о в к и ________________________________________________
3. Требования, предъявляемые к конструкции:
Функциональные параметры
________________
:_______________ .
Габариты и м а с с а __________________________ *________ ______ _______________
Показатели н а д е ж н о с т и ____________________________ ;_______________________ '
Технологические требования
________________________________________________
_
Программа в ы п у с к а ______________________ _________________________________
4. Объем курсового проекта
4.1. Пояснительная записка (20 ... 30 с), .содержащая:
а) анализ задания и схемы электрической принципиальной ;
б) обоснование выбора ЭРЭ и материалов;
в) обоснование компоновки блока, основных узлов;
г) конструкторские расчеты: объемно-компоновочных
характеристик,
раз­
мерных цепей, печатного монтажа, теплового режима, надежности и др.;
Д) техническое описание разработанной конструкции.
4.2. Перечень графического материала:
сборочный чертеж блока (у зл ар со спецификацией;
чертеж для электромонтажа блока (узла);
сборочные чертежи отдельных узлов;
чертежи оригинальных деталей, печатной платы.
5. Рекомендуемая литература
3
_________________________
Задание выдано ____________________________
199__г.
Подпись руководителя _________
Подпись студента_________________
П р и м е ч а н и е : студент должен согласовать с руководителем график вы­
полнения работы, отражающий весь период проектирования.
83
1
//р0
Поз.
Otfaitmv
М
.
Ч
С
С/ '
С2
ДА/
Р/
Р2
Р5
64
65
7D1
vr
/?РСР7. 2
Н а и м ено ва н и е
I
1
H P РА 4 6 У 4 3 5 .0 О О
К оноенсат орл/
К 50 -6 - 2 0 0 0 мк<р - /S 3 ОНО. 064. /0 7 ТУ
К 5 0 -6 -2 0 0 мк<р - 6 ,33 ОНО. 464. Ю 7ТУ
1
1
М икросхем а
К /4 2 5 Р /6 Яго. 347. ОУв ГУ
/
Р ези ст о р ы ' А О /ГГО С Г7//6-77
МОТ -О. /2 6 - /Ом /6 %
МДГ-о. /2 5 - /60Ом tS %
МОГ-О. 70S- /,5И Ом *6%
МОТ- О. / 2 5 - /.ЗКОм / 5 X
МОТ-О./2 5 -А 2К 0М ! 5%
Д м /З
__
СОор/ra Щ 4 0 2 £
/
/
/
/
Т р а н зи ст о р
КТбОЗО Г еЗ. 365. 00 8 ТУ
1
/
/
C5
/
А'PJA. 4 6 У 4 3 /. НПО
К о н д ен са т о р ы
M S O -6 -гв О м к ф -6 .3 3 УМ6 '.4 64 /0 7 ТУ/ /
K SD -6- /ймк<р - 6. З в О Ш 464/О ТТУ/ /
5 5 3 -7 - 2 . 2 мтр -6 .3 6 ДЖО 06410 7 ГУ* 7
5 5 0 - 6 - 5 7 0 м к р - 6 5 3 ОНО 4 6 4 /0 /Т У / /
6577-5- Х?м*-р - 6 .3 3 П Н Р 464/07Г4Н s
ce
6 .5 3 -/ -Ш маф - 6,33 О Н О 064/О 7ГУ /
А2
Cl
C2
CS
Ы
Применение
-
/
|
1
! '"■
'■ПУЛ’Л-"Х
КРЭА Ш З /Г .Ш /733
И/с/р уЧяЧ«у"'
-a'-'ip. Гсе.С''э£г
lt/тео /!иС/77 JoC/rro#
fiooAuus'M'M'M/JpAH'угУк***-* ,'?АСя - '/ЙйДР/ЬШ/Р “ &&77Z7 MO®4 L I " V " J
J>«очтц.
;
1 ftppp/fetfb *Tfe<*flpA/rr7e7<f
rap. HPT?A
Ть-оиср.
.. .......
У/rtf,
1 т
85
п р а л я л к м е к и е л рил* 2
ПОЗ.
Ооозк.
С7
Св
С9
СЮ
с //
С /2
С /3
Ж /Ш
№
ЗР 4
H Lf
0/
22
23
24
25
2£
27
28
2Q
2/0
2ft
2/2
2 /3
2/4
'J3*Ал/гт /
/7 а и м е а о £ а + /и е
КМ-5/3-ИЗО - 0.53 М*ф ОМО. 460.043718
К М -6 -0 9 О -О ,/5 » ха ОЛГ0 4 6 0 .0 6 // о /
КМ -5 /3 -2 3 0 -0 .0 6 8 мкф 0 Ш 4 6 0 0 4 3 /0 /
КМ -5& ■Н ЗО -0,033Мх<р/0/50 460О 437У
К М -5 б -0 3 0 -0 ,6 7 5 м ха 0 К 0 .4 6 0 .0 4 3 Г 0
К М -5 $ -//3 0 -0 № т р 0 2 0 . £ 6 0 .0 4 5 /0
K M -5 J -//3 0 -2200/700)50. 4 6 0 .0 4 3 7 0
1
.П рим ечание
/
/
•
1
/
/
/
7
М икросхем е/ К /55 /к о 348.006 - 0/ТО
7
К /5 5 //И З
/
5 5 5 2 /5 2
/
К /5 5 ИЛ /
С 2 е/по З оо м
ЛЛ/02 6 ОКО 3 3 6 .0 4 /ТО
/
Р ези с /п о р й / М //Т 0 О С /7 //3 -7 7
/
ЛМТ- 0 / 2 5 - 3 3 0 0 м 15 7 .
/
М Л /- 0 /2 5 - 0/К 0М /5 7 .
С0 3 - 9 л - / б - 4 70кОм *201 ОКО460.0/0/0
/
M /tZ -0 . /2 5 -2 4 0 0 м /3 ":
М /ГТ- 0. /2 5 - ЗкО м /5 7 .
/
МЛ т -0, /2 5 - 2 к 0 м /5 %
/
/
М 4 /-0 . /2 5 -/ООО* / 5 2
М Л Г - 0 /2 5 - 2 .2 к Ом / 5 °:
/
/
МЛ Г - 0 / 2 5 - 5 6 0 0 м ± 5 1
/
М Л /- 0 ,/2 5 - 2 x 0 » / 5 2
МЛ Г -0 . /2 5 - 5 6 хО м 1 5 °i
/
МЛ Г - 6 /2 5 -3& Х0М ±5°/.
/
/
М Л /- 0 / 2 5 - 6 2 x 0 » ±5%
МЛТ-О. /2 5 - 20К0М /5 2
/
■fatf/WC* Ja/nj
К Р Э А Ю 5 П .О О Г /7 J 3
Реласт/?/} с ле/>смемм0(/ /TUVK-Oi/
ЛССС/7/
2
J
Р ьонуансе ft.и о л. 2
Лаз.
OSo3n
VD7
Hj7)L/3t£Ut2//ue
/-/О и м ено З ани е
1
A tw o
Л 9 K CM 3 3 6 2 075 TV
1
,
Т р а н зи ст о р ы
К Т 3 6 7 Г Т б /о 3 6 6 2 0 7 T V
v rt
/п/рт^т, K T 3 7 5 S Ж КЗ. 3 6 S 2 0 0 T V
7
3
Ff
В с т а б к а n /ia $ * o o
67?f - r OFT! 2 S O S 0 7 0 0 4 SO 0 0 3 T V
7
Ft
Т раи ср О рлга т ли р
T 7 /3 0 -727 /2 0 0 - SO77/777?4 70 0 0 7 T V
7
v
-
Л ***
VCPVA 4 3 7 3 Г Ш ? Л Э З
•J3*
ЛО<?7*А io*H
J
| л**
|
С п е ц и <рих а т / я __________ /?рсг/го'мгети 3
1
1
Ш о зн а ч ен и е
//а и м е н а & а н и е
1
tyc/Meчвя/ое
А охум ент а а оР
яг
яг
АРМ 43131100166
Я Г Р Я 4.бзт г.оогт
Я2
Я2
42
Я3
1 АРЯА.4 6 0 4 3 5 6 0 0
Я НР0А 4 6 0 4 1 3 0 0 0
3 ГАРМ 4 6 0 3 1 1 0 6 0
4 АГР04. 4 5 0 5 0 1 0 6 0
ЯЗ
5
б б а о о ч я н б черчелг
ЗАехгпрвмрн/ттаигн&ш
черт е*
Г/Ьрбчн/ое еб е/н о и //
ЯЗ
ЯЗ
ЯЗ
ЯЗ
ХР0А.460673. 0 6 0
/
/
/
Л ет а ло
АРб/енл-а
АРЭА. 7 6 0 4 4 6 .0 6 0
АРЖ 7 6 0 4 0 6 .0 0 0
АР0А 760431. 0 0 0
АР9А 760431 00О
АРЭА 760462 ООО
11 /ГАЗА 760416 0 0 0
6
7
8
9
/О
/
/
О сно В а/ю е
О ередт /т /,O f/e4/
З а о н я я ла»ел/>
/А/ж /са
А ра/ч/н/неоч
f
1
*
£
f
1
J
Я4
Д4
/
/
,04 а га а А 1
/У ю т а 6 2
Таамс'ферА/а/7юр
Р саем /ечат рр/
/ 'J 4///p
5/2/7700/^0 С//Р71///Л7и&Р0С/77/7
*
12
15
1Лм01К/Г7 л/в£%мъяя 7о^/к<л Icon
504.90,
fasoad Сафоя*?&1
Зй34ч1
¥ * p * rp
y y jf
•9 /0 $
о збелоо
Воя/77413 6 * /0
Г0С Г17473А 0
№
5//и'яа 413-6//Р7/Яг1в0Р7
\ Гост 5 9 S /-7 0
ю
К РЗА
4 3 /3 //. 0 0 1
7 е //7 7 ер
Уборный а67А-а6,/Ч'ие>т о \ 1
\
/С 1С /П
f
/&е'г><7<*
~1—
,45770 А'$5р4
Окоочон-ие /? p u jz ..?
ч
1 «Т
<5>} 1
«к
ff5^0J/40?
/-/(/Q
0&t'л*{ptscAhм/с
1
li­
fe
lO/aoJa fVcr64(/2- 7o 12
ГоеJab 000 -40-0-yfe/
7
/00070360-78
и
Je/>->ro/7?cJ6 JOS
0/04.8/0.000 00
7
0/00360.0/6 ro
7
Лримip'/J--UP
//
rs
19
/Те.joe/no^ 003~0a-/3- рАРлзОл/
OM468.0&W
OfiemoAi/oe/347/7?4
04/035604700
7
7
Уста/х?4/ти&1ют
^
го
000443Ш7Я?7.470
Ao/,*a Ad’f
040.364003 7V
7
Z!
Матр/шаоь/
Лро/оо A70/0O 030
7m
22
TV/6-000437-60
ToyJxa3.3/ГА-40-030
23
24
000070034 -8?
O/m
My/n/i
?33
2ч
О0СГ77-330-04
Лробснел-а згрЛмо-7
0 0 0 7 4/70 -70
673,
.
t'JM
rr
Af*O
C*n/ti­ poffme*4&
KPJA 451311. POO
7
&
0
C
0
>
2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
,
.
3
1. ЗАДАЧИ КОНСТРУИРОВАНИЯ,ОСНОВНЫЕ О П РЕД ЕЛ ЕН И Я .
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
5
Цель и задачи дисциплины.......................................................................... Ч
Проблемное обучение в процессе курсового проектирования .
7
............................................... 3
Темы курсовых проектов
Задание на курсовое проектирование
9
Организация курсового проектирования
.
.
.
.
.
10
..................................................
.
.1 4
Основные определения
2. М ЕТОДИКА КОНСТРУИРОВАНИЯ....................................................... . 1 8
2.1. Процесс конструирования какс и с т е м а ................................................ 18
.
.2 1
2.2. Методика поиска конструкторского решения
2.3. Конкретизация требований к разработке конструкции. Выделе­
ние структурных уровней конструкции
........................................
2.4. Предварительная
разработка
и
компоновка
конструкции 28
2.5. Разработка конструкции изделия и оценка его качества
36
3. КОНСТРУКТОРСКИЕ РАСЧЕТЫ
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
..................................................44
Расчет объемно-компоновочных характеристик
Расчет надежности
.
.
.
Расчет элементов печатного монтажа
.
.
.
Расчет теплового режима
Расчет технологичности к унификации
. . .
4 РЕКОМ ЕНДАЦИИ
ДОКУМЕНТАЦИИ
ПО
РАЗРАБОТКЕ
.
44 '
.4 6
53
59
.6 8
.
.
КОНСТРУКТОРСКОЙ
Т1
4.1. Составление и оформление пояснительной записки
.
4.2. Оформление графической документации
.
.
.
.
Библиографический список
.7 1
76
81
.
П р и л о ж е н и е 1. Типовой бланк задания на курсовое про­
ектирование
.
.8 3
П р и л о ж е н и е 2. Схема
электрическаяпринципиальная
П р и л о ж е н и е 3. Спецификация
П р и л о ж е н и е ^ . Сборочный
.
чертеж
.
.
.
- .
.
.
.
.
84
.8 8
(вкладка)
М о л о т о в Петр Ефимович
Ч е к м а р е в Анатолий Николаевич
КОНСТРУИРОВАНИЕ РЭС
Редактор Е. Д . А н т о н о в а
Техн. редактор Н; М. К а л е н ю к
Корректор Н. С. К у п р и я н о в а
Свод. тем. пл. № 1135
Сдано в набор 3.12.91 г. Подписано в печать 14.03.91 г.
Формат 6 0 X 8 4 1/16. Бумага оберточная.
Гарнитура литературная. Печать высокая.
Уел. п. л. 5,35 + 1 вкладка. Уел. кр.-отт. 5,5. Уч.-изд. л. 5,8.
Заказ 66. Тираж 500. Цена 40 к.
Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени
авиационный институт имени академика С. П. Королева
443086 Куйбышев, Московское шоссе, 34.
Тип. Э О З Куйбышевского авиационного института
443001, Куйбышев, ул. Ульяновская, 18,
П р и . j Ж8 Н И в I
полей допусков ел л о б и отверстий зл я
таблица
ЙИТВРЬАА Orel вдл| Orel
РАЗНШЮЛ.
ММ
нб I h f
oH ao J
c if» 6
«6>Н0
*40»Ц
+ !
Л "1 iff
*41
~
5 9а
Ч
0 *45
о
Ч
0 *48
*н
О -0
«4А »1В
*45
«90»40
440»90
*44
т »ьч
+ 49 0 *90
О -4* а
во
0
0
*91
0
++6
±1 °
*м
+Л8
*19
♦54
+-№
±х
*48
*8
* 19
+ 10
* 2Ь
*25 *12
0
*М »24
« 2М » } 0
1
'~
IOr*| 8 aЛ
ДОПУСКОВ
5 А А
ПОЛЯ
С Т 1Ш В Ш в л ( ё Ж н л Г ь л
ПРЕДЕЛЬНЫЕ
+Д0 0
-6
*i9 0
* 0 -3,0 -6 4
-46
0 -10
-40 -2 0 +16 a
*9 +4d
0 -12
*4 -4.0 -% -13 -г г - w
*10 +4.0 0
+22
-18
0 -if
+1 -4.5 -9 Я -Z 8 ■ J
*42 *55 0 - 6 -46 -32 *27 a
*4 -5 5 -11 -17 -39 -59 0 -48
0 *24
0
*44 *28 *45 *6.5 0 -7 -2 0 -9 0 +33
* 2Л *45 +2 -6.5 -18 -2 0 -94 -13 0
0 *25
0
+50
*34
*40
*44
+а
*43
-в
-44
0 *5f i n
.49
ном инальны х
—1 ~
+55 *48 *10 0 -9 -29 -5 0 +39
*41 * 2 -80 -46 -2 5 -SO -8 9 0
*39 *21 +9.5 0 -10 -s o •6 0 +96
*20 * г -9.5 -19 -29 -6 0 -106 0
* я *96 *25 *110
-12 -86 -1 2 +59
0
0 tW * щ *23 ♦3 • 11.0 -2 2 ■19 -74 -126
0
0 -35
*52 *26 +4Zi 0 -19 -95 -8 5 +63 a
*27 *3 ■US -25 -39 -83 -198 0 -40
*60 +33 +(4.5 0 - I f •50 -100 +72 0
*51 +4 -IMS -29 •96 •96 -112 a •9 6
+«6 *36 *16.8 0 -17 -56 -110 *91 0
+34 +4 -16.0 -32 -99 -10$ -191 0 -52
*56 0 *57
0 -1 5 0
♦ТЗ +40 *100 0 •Л -62 -125 *89 0
+37 ♦4 ■181 -36 -59 -119 -249 0 -5 7
*40 0 *65 i d
0 -гг 0
Ш
Сг Ei А По
+80 *45 8901 a -20 -62 -i3 5 *91 0
+40 *9 -U 1 -9 0 -60 -131 -232 0 -«3
X j
Н
П ом аопусхо!
C l
Tz j T
вА л о в и
отверстий
ho
no
ст
Огв] БД
8 А л
С38
~ 1
«j ш ш
п I E S H ШШШ З
0 T XЛ0 H E И И Я
МКМ
-6 - 20, +«о 0 -20
*29
0 - 1 С -80
0 -25 -31 -96
+44 *30
-id
-30 +7Г
0
-60
а
+2 i
-30 : й
-7 5 -/o f
0
+$d
-90 +°0
-40
0 -9 0 -4 0
+28 4 f -36 -49 -76
+60 +93 0 -К -60 +410 0 -50
ОСТ 64-2S4-70
О граничен ие
o?q
ъдЛ|2 [ _ Отв \8 Ал\6вУл ингервАЛ
рлзнерсв,
j
мм
m
1 4 4 -7 7
w к « \т \м г | ш |
■1*0 -270 +400 0 -190. *250 0
■200 4 зо 0 -100 ■2*0 0 -2 f 0
■1*0 -270 +120
0
■1*0
■245 -3*5 0 -120 -260 * Т -300
■/SO -280 +/Л
-и д +360 0
■гчо -470 0 -i%0 -200 0 .360
-150 -290 +480 0 -150 +930 0
-too ■260 -900
0 -180 -330
+42f +400 0 У200 +600 0 308
m l до}
- t t f 0 -400 ■280 0 ■606
ilSp +980 0 +290 +7tO 0 W i
c
■tfo 0 ■98» •890 0 -710 ■375 e ? v 6
+180 +58о
+290 +9% ~7Г I+3S
-l$ 0 о ■580 -290
-900 .*50 t<b » 40
+215 +700 а +850 +4Ю0 0 +5%
0 -930 -245
0
-100 -350
а -т о -SSO
-6 5 +160 +300 +210 0 -/60 +520 0 +268 ♦990 0 +420 +I300 а +650 «16 » 2 А
-195 -290 -930 0 -210 -370 0 -520 -260 0 -890 -920 0 -т о -650 « 2 4 » HI
-по -МО +250 0 -пот *628 0 +И0 нооо 0 +500 *1600 0 +808 «}0 »4 0
-80 -630
-*28
-970
• fo -320 0 -250 ./Д а 0 -620 -310 0 ■те» -500 0 ■1688 -too
-290 -3*0
М О »9 0
-*30
-900
-ltd
-190
-ЮО ■389 -W o +308 0 -*90 +798 0 +370 +1208 0 +600 +1008 в *958 « fO » Ь9
-ж
0 -300 -too 0 -790 -370 0 . 1208 ■600 0 -ЮОО-958 *49» 60
-290
+102
•500
-398 -Wo
+M
-228
•
ш
*1211 +57 0 -36 -120 +27» 0 -120 Y999 -600 +850 0 -Wo +870 0 +935 +1900 0 +700 +2208 0 +»00 «80»400
+1*3
■Jit
- 2*0
0 -350 -530 0 .870 -935 о ■19»»-700
+44* 0 -81 -123 -207 0 -220 -390 -*60
■2200 ЧЮО «400» 420
+233
-2*0
-260
«420 »Н0
flfo
-660
-510
+253 +100 0 -98
-195 +2U 0 -195
-5га +400 0
+MN 0 *500 +ЮОО 0 +800 +2596 0 +125
--—
*
+i9a
«М »М
-409 •508 0 468» -800 0 -2508 42U
0 -too -198 -24S 0 -290 -395
+£a
0
+210
-560 -080
«160 И8С
+30й
-391
«180»200
-Н
о
щ
+Ш
+81\8
-53 -МО
« 4 +115 0 -50 -ПО +298 в -п о -670 -юзо *966 0 -W o +Il5fl а +575 +1851 0 +925 +298» 0 *1958 «200»22Г
+ M 0 -11S -165 -285 0 -290 -960 -*20 - 8 а а -960
0 -450 -575 0 - т -925 0 ■2988 4*tИ «229» 250
-7Ю -ню
+291
-408 iim
*396
*520 0 -юоо TIM
0 +650 +2*0 0 +16(0 +3208 0 +М06 «240*290
+}•* *130 a -56 -190 *зго 0 -п о
0 -521 -5*0 0 -1800 -650 0 -ноо -(050 0 -3201 ■1601
0 -130 -188 -328 0 -320 -5Ю
1<2Ь0»119
-юоо
■1316
■4оо чЯ8»
+979
*390 +198 0 -62 -2/0 *386 0 -2Ю -960 4S60 *570 0 з я +AN 0 ¥160 +23Н 0 +1)5» НАМ 0 +1в« «}19»}9F
+32+
■6io чШ
-ого
+*31 0 -140 -202 -350 0 -360 -570 40*0 ■то 0 -570 -'*Р 0 ЧН80 -ТОО 0 - ш -ЧТО 0 -3808 -)8Ы < W » W
-те»
OTo +155 0 -68 -280 **U 0 -230 Я
+05» +4М 0 *206, & Ш » Ш
+530 0 -48 +19Я -т0о +11f +05Ы
-8т 0
- I l f 0 -г%с 4250 0 -М088 - ш * MfOtfOO
a -ifS -221 -381; о -900 -680
-630 -НИ
0
tK
ж
Шз
Ц
й
м
Ан 111* As Й XS Ат Z СИ? Ав H L сне АО I L С М . В 2 Ж
№k> 8 3
JL
Аля титл м енее 4 м м
ВАЛ
п
-&
:«
/ систем а о т в е р с т и й /
1 OrB I
ВАЛ
|
д о п у ск о в ПО СТ СЭВ 444-77
н е I Кб | И7 1 Х7 I Z 7 1 К7
+T7 I H i | HB 1 XB 1 Z8 1 et 1 H 8 |
nPilBA M klf
OTKAOMIMM . MKM
♦10
оготлв а з
--A 1
0
-A +i%
4
*1
til
-13“
jjj
‘i и , !
св а з » ол
I
-24
-tIo
ТПГ...
«03»«
tf t
- to
Л
h i
-&H
•ft +H
1 м Г 8Ю ~м Т о9Г 1Ю « Atm.
С 24. А м пpia* № 2* C 24
C M n p le « nth
At
Ab
Ms
W+S
ИИТ0М4Л
MiMCOOAн я
Отв I BAA | ОГВ I
П
Отв
В A A
-Ш
+33 0 -93 -59 •S3 0 -143
+74
0 *94 +52 0 -2 0 -6 5 +130 0
8*
0 -52 -72 -147 С -130
-24 +
+48
+99
0 +60 +62 0 -25 -80 +160 0
0 -62 -87 .492 0 -160
-2 5 +409
+70
+ iii
0 +87 -79 0 -30 -ЮО +Ю0 0
-30 +44>i 0 -19 -104 -179 0 -190
+117
*29 0 *40 **з5
**95
О ■15 0 И »
*498
+lfl
*Ш
*4Ят
0 *46 ИЗО
I4 M 2 F U »
0
-го
0
Й
0 *52 и Ц
т
0 -я л 0 +202
*170
размеров от 4 до 900 м м_ /система
изерс-тий/
_
ОтВ
1 ВАЛ 1 От* 1 ЗАЛ 1 ОтВ 1 ВАЛ 1 От» I
H9
|
ВАЛ
ПОЛ»
ПРИМЕЧАНИЕ.
+■в ; Й м
КАНАЗМИСННЫе ЛАЯ ПОСЛЛО*
hi 1 НЮ 1 МО 1 НИ
-&
+Ц
*v
A3*
If
-w
C 3«
3
+*l
*
ui
A9
-Л
-So
-h
бч
*U1f
AS
1 hi) 1 H U
-A
-M
As
I hll 1 *11
0
+ i4o
-m
*1ф " -Ко
A7
ii
I t ft4 Л0 6Л
св f t3 * 0,8
« а e » io
C H r HMtiBWCwWCTMW
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа