Разработка конструкции корпуса

Сборочный чертеж.dwg

БНТУ КП.313031.011.000 СБ
Втулки 4 установить методом горячей посадки. 2. Усилие затяжки уплотнительной прокладки 4 обеспечить зажатием винтов 5 до полного сопряжения крышки 2 с основанием 1.

Прокладка.dwg

БНТУ КП.313031.011.003
Прокладка уплотнительная
ИРП-1338 НТА ТУ 38.0051166-98
Общие допуски по ГОСТ 30893.1-m. 2. Максимальные литейные радиусы скруглений 0
мм. 3. Поверхность прокладки должна быть без наплывов
пузырей и посторонних включений.

Основание.dwg

БНТУ КП.313031.011.001
ПК-6 ТУ 6-05-1668-80
Общие допуски по ГОСТ 30893.1-m. 2.Общие допуски формы и расположения - ГОСТ 30893.2-K. 3. Неуказанные радиусы 0
мм. 4. Цвет материала - светло-серый. 5. Облой и литники должны быть удалены. 6. Максимальные литейные радиусы скруглений 0
мм. 7 Поверхность детали должна быть без наплывов
пузырей и посторонних включений.

Крышка.dwg

БНТУ КП.313031.011.002
ПК-6 ТУ 6-05-1668-80
Общие допуски по ГОСТ 30893.1-m. 2.Общие допуски формы и расположения - ГОСТ 30893.2-K. 3. Неуказанные радиусы 0
мм. 4. Цвет материала - бесцветный. 5. Облой и литники должны быть удалены. 6. Максимальные литейные радиусы скруглений 0
мм. 7 Поверхность детали должна быть без наплывов
пузырей и посторонних включений.

2. Пояснительная записка.docx

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Информационно-измерительная техника
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
по дисциплине: «Конструирование элементов
информационно-измерительной техники»
Тема: РАЗРАБОТАТЬ КОНСТРУКЦИЮ КОРПУСА
студент 2 курса 31303114 группы
Пояснительная записка: 22 с. 2 рис. 2 табл. 7 источников 2 прил.
КОРПУС РЕЗИНОВАЯ ПРОКЛАДКА ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ СТЕПЕНЬ ЗАЩИТЫ КЛИМАТИЧЕСКОЕ ИСПОЛНЕНИЕ СБОРОЧНЫЙ ЧЕРТЕЖ ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ.
Объектом разработки является корпус для РЭА.
Цель работы – разработать конструкцию корпуса в соответствии с требованиями технического задания.
В процессе выполнения работы произведены расчеты толщины стенок корпуса величины усилия затяжки уплотнительной прокладки выбраны винты для обеспечения полученного усилия затяжки.
Разработаны рабочие чертежи основания крышки и втулки сборочный чертеж и твердотельная модель с использованием САПР SolidWorks.
Областью возможного практического применения разработанного корпуса является производство широкого спектра РЭА таких как контрольно-измерительные приборы элементы автоматики и систем безопасности.
Требования технического задания выполнены полностью.
Назначение и область применения конструкции 6
Описание и обоснование выбранной конструкции 7
Техническая характеристика конструкции 10
Расчеты элементов конструкции 12
1 Расчет толщины стенок корпуса 12
2 Расчет усилия затяжки уплотнительного элемента 14
Список использованных источников 18
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Техническое задание 19
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Спецификация сборочного чертежа 22
Задачей курсового проекта является разработка конструкции корпуса.
Требуется разработать конструкцию герметичного корпуса с прозрачной крышкой и фланцем светло-серого цвета с фланцами для настенного монтажа или монтажа по месту установки. Должна обеспечиваться защита от проникновения пыли и влаги по стандарту IP55 эксплуатация в климатических условиях соответствующих исполнению ТВ2. Габаритные размеры должны составлять135×85×50 мм. На внутренней поверхности корпуса предусмотреть стойки для горизонтального и направляющие для вертикального размещения печатных плат.
Корпус имеет широкое применение в производстве различного рода РЭА (контрольно-измерительных приборов элементов систем безопасности и др.).
В курсовом проекте представлены твердотельная модель корпуса разработанная с применением САПР SolidWorks рабочие чертежи деталей и сборочный чертеж корпуса.
НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ КОНСТРУКЦИИ
Корпуса предназначены для установки подвижных и неподвижных деталей приборов а также для их защиты от внешних воздействий удобства монтажа и безопасности эксплуатации. Выбор типа и формы корпусов зависит от функционального назначения места установки условий эксплуатации серийности компоновочной схемы прибора предъявляемых к нему эстетических и эргономических требований а также от технологических возможностей производства рационального членения прибора на сборочные единицы способов крепления прибора и заданных габаритных и присоединительных размеров прибора и корпуса.
Корпуса применяются для производства широкого спектра РЭА таких как контрольно-измерительные приборы элементы автоматики систем безопасности и др. Разрабатываемая конструкция корпуса позволяет эксплуатировать изделие (прибор) на суше реках озерах в макроклиматических районах с влажным тропическим климатом под навесом или в помещениях где колебания температуры и влажности воздуха несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе и имеется сравнительно свободный доступ наружного воздуха и отсутствует прямое воздействие солнечного излучения. Допускается эксплуатация при температуре воздуха от +1 до +40 °С и относительной влажности 80 % (среднегодовая при 27 °С). [1]
ОПИСАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ ВЫБРАННОЙ КОНСТРУКЦИИ
Сборочный чертеж корпуса представлен на чертеже БНТУ_КП.313031.011.000 СБ.
Корпус состоит из основания 1 (основного элемента корпуса) и крышки 2. Для крепления крышки к основанию используется четыре винта 5. Для обеспечения герметичности корпуса между крышкой и основанием используется уплотнительная резиновая прокладка 3.
Основание – основной элемент корпуса – обеспечивает крепление платы и компоновку навесных элементов внутри корпуса. Имеет прямоугольную форму с закругленными кромками и углами. Для крепления изделия к горизонтальной или вертикальной поверхности предусмотрены выступы у основания с четырьмя круглыми отверстиями и двумя прорезями. Внутри основания имеются четыре цилиндрических стойки для крепления печатной платы изделия (прибора) горизонтально и направляющие на всех четырех стенках для крепления печатных плат (до трех) вертикально. В основание впрессованы горячим методом четыре латунные втулки 4 с резьбовым отверстием для вкручивания винтов. Металлические втулки более прочные в сравнении с поликарбонатом.
В качестве материала основания выбираем поликарбонат – конструкционный материал для деталей приборостроения и радиотехники; характеризуется высокой прочностью и ударной вязкостью:
Поликарбонат ПК-6 ТУ 6-05-1668-80
Цвет пигмента – светло-серый. Физико-механические свойства выбранной марки поликарбоната приведены в таблице 2.1 [2].
Таблица 2.1 – Физико-механические свойства поликарбоната ПК-6.
Ударная вязкость не менее
Разрушающее напряжение не менее
Модуль упругости при растяжении
Относительное удлинение при разрыве
Твердость при заданной нагрузке
Теплостойкость по Мартенсу
Коэффициент линейного расширения
Давление пресс-литья
Крышка служит для обеспечения доступа во внутрь герметичного корпуса. Имеет прямоугольную форму с закругленными краями. Четыре сквозных отверстия служат для крепления к основанию. По контуру имеется канавка для укладывания уплотнительной прокладки. Материал крышки – прозрачный бесцветный поликарбонат
Основание и крышка изготавливаются литьем под давлением.
Уплотнительная резиновая прокладка служит для обеспечения герметичности корпуса. Профиль прямоугольной формы. В качестве материала уплотнительной прокладки выбираем силиконовую резину смеси ИРП
ИРП-1338 НТА ТУ 38.0051166-98
Силиконовая резина группы ИРП легко переносит различные нагрузки и деформации сохраняя высокую эластичность и прочность в условиях повышенных и пониженных температурах перепадах давления и в условиях агрессивных сред. Физико-механические свойства выбранной марки резиновой смеси приведены в таблице 2.2 [3].
Таблица 2.2 – Физико-механические свойства резиновой смеси ИРП-1338.
Условная прочность при растяжении не менее
Продолжение таблицы 2.1
Относительное удлинение при разрыве не менее
Относительная остаточная деформация после разрыва не менее
Сопротивление раздиру не менее
Коэффициент морозостойкости по эластическо-му восстановлению сжатия при -50 ºС не менее
Относительная остаточная деформация при постоянной величине сжатия 20 % среда -воздух 200 С 24 часа не более
Пластичность по Карреру
Удельное объемное сопротивление
Электрическая прочность
Температурный интервал работы
Для крепления крышки к основанию и затяжки уплотнительной прокладки выбираем винты с цилиндрической головкой с вдавленным шлицем прямого типа по ГОСТ 1491-80. Материал винтов – конструкционная углеродистая сталь качественная – сталь 15. [4]
Рабочий чертеж основания представлен на чертеже БНТУ_КП.313031.011.001 крышки – БНТУ_КП.313031.011.002 уплотнительной прокладки – БНТУ_КП.313031.011.003.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОНСТРУКЦИИ
Габаритные размеры корпуса – 135×85×50 мм. Общие допуски по ГОСТ 30893.1–m.
Степень защиты конструкции – IP55.
Климатическое исполнение – ТВ2.
Срок службы – 20 лет.
Все электротехнические устройства имеют определенную степень защиты IP. Разработанная конструкция корпуса обеспечивает степень защиты IP55. В соответствии с ГОСТ 14254-96 «Степени защиты обеспечиваемые оболочками (код IP)» первая цифра «5» указывает на то что корпус имеет пылезащищенное исполнение то есть обеспечивает защиту от пыли. Однако допускается проникновение некоторого количества пыли но это не должно нарушать работу устройства. Вторая цифра «5» указывает на то что корпус обеспечивает защиту от водяных струй. Вода направляемая на корпус в виде струй с любого направления не должна оказывать вредного воздействия.
По условиям эксплуатации корпус имеет климатическое исполнение ТВ2. Согласно ГОСТ 15150-69 «Машины приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории условия эксплуатации хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды» «ТВ» указывает на то что изделие предназначено для эксплуатации на суше реках озерах в макроклиматических районах с влажным тропическим климатом. Цифра «2» указывает что изделие (прибор) предназначено для эксплуатации под навесом или в помещениях (объемах) где колебания температуры и влажности воздуха несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе и имеется сравнительно свободный доступ наружного воздуха например в палатках кузовах прицепах металлических помещениях без теплоизоляции а также для эксплуатации на открытом воздухе (воздействие совокупности климатических факторов характерных для данного макроклиматического района) при отсутствии прямого воздействия солнечного излучения и атмосферных осадков.
Нормальные значения климатических факторов внешней среды при эксплуатации изделий:
) Значение температуры воздуха при эксплуатации:
- рабочее значение: +1 +40 °С;
- предельное значение: +1 +45 °С.
) Рабочие значения влажности воздуха (сочетания относительной влажности и температуры):
- среднегодовая – 80 % при 27 °С;
- верхнее значение – 100 % при 35 °С.
- абсолютная влажность – среднегодовое значение 20 гм-3.
РАСЧЕТЫ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ
1 Расчет толщины стенок корпуса
При расчете необходимой толщины стенок герметичного корпуса в качестве расчетной модели принимается прямоугольная пластина размерами a×b постоянной толщины h с жесткой заделкой ее по контуру и нагруженная по всей поверхности равномерно распределённым давлением p.
Рисунок 4.1 – Пластина в качестве расчетной модели.
Из условия прочности минимальная толщина пластины мм
где – максимальный распределенный изгибающий момент действующий в сечении пластины Нм.
– допускаемое напряжение МПа.
Допускаемое напряжение МПа
где – предел текучести материала МПа;
[n] – коэффициент допускаемого запаса прочности ([n]=2 22).
Для поликарбоната ПК-6 в качестве материала корпуса предел текучести =60 МПа (из таблицы 2.1 – разрушающее напряжение при растяжении 1_МПа 10 кгссм2). Коэффициент [n] принимаем равным 2.
Действующий в сечении пластины максимальный распределенный изгибающий момент Нм
где – поправочный коэффициент;
– давление на пластину Па;
b – длина меньшей стороны пластины м;
Коэффициент при (ab) ≤ 3 для случая защемления пластины по контуру определяем по формуле
При заданных a=135 мм и b=85 мм
Давление p на пластину обусловлено воздействием на неё человека (нажатие пальцами на кнопки несильный удар ладонью и т.п.). Примем его равным p=02106 Па.
Минимальная толщина пластины равна
Исходя из полученного результата принимаем толщину стенки корпуса равной h=5 мм.
Максимальный прогиб в центре пластины м
D – цилиндрическая жесткость Нм;
Цилиндрическая жесткость Нм
где – модуль упругости материала пластины Па;
– принятая толщина стенки корпуса (пластинки) м;
– коэффициент Пуассона материала пластины.
У поликарбоната ПК-6 модуль упругости E=22103 МПа (по таблице 2.1). Коэффициент Пуассона поликарбоната =035 [5].
2 Расчет усилия затяжки уплотнительного элемента
Для обеспечения нормальной защиты от воды резиновое уплотнение должно быть ужато по всему периметру на 25÷30 % т. е. ее относительная деформация =25÷30%.
Напряжение в резиновой прокладке Нм2 определяется произведением ее относительной деформации и модуля сжатия с учетом трения в местах стыка и формы профиля прокладки
где – модуль сжатия Па;
– коэффициент трения резины в опорных поверхностях;
– коэффициент формы резиновой прокладки учитывающий сложные явления сжатия прокладки.
Модуль сжатия определим по графику на рисунке 4.2. При твердости резины по Шору равной 58 ед.Шора модуль сжатия =85105 Нм2.
Рисунок 4.2 – Зависимость между твердостью резины
по Шору и модулем сдвига.
Коэффициент трения резины о пластмассу =02 [6]. Коэффициент формы определяется отношением площади поверхности прокладки опирающейся в разъеме на корпус к полной боковой поверхности. Для прокладки с прямоугольной формой и прямоугольным профилем коэффициент формы резиновой прокладки:
где – ширина профиля прокладки мм;
– высота профиля прокладки мм.
Учитывая толщину стенок корпуса принимаем размеры профиля уплотнительной прокладки – a=36 мм; h=3 мм.
Полное усиление сжатия Н прокладки будет определяться размерами опорной площадки
где – площадь соприкосновения прокладки с опорной площадкой м2.
Площадь соприкосновения равна
гдеc d – стороны крышки корпуса м; c=0135 м; d=0085 м;
Минимальный внутренний диаметр резьбы винта мм
гдеn – количество стягивающих крышку и основание винтов;
– допускаемое напряжение материала винта МПа.
Допускаемое напряжение материала винта
где – предел текучести материала винта; для стали 15 =225 МПа [7];
Наружный диаметр резьбы винта мм
По ГОСТ 1491-80 выбираем стандартный винт с цилиндрической головкой класса точности В диаметром резьбы d=3 мм с крупным шагом резьбы с полем допуска резьбы 8g длиной l=25 мм длиной резьбы b=12 мм класса прочности 2.6 с цинковым покрытием толщиной 8 мкм хроматированным:
Винт В.М3–8g×25–12.26.018 ГОСТ 1491-80
В результате выполнения курсового проекта была разработана конструкция корпуса для РЭА. Основанием для разработки было составленное техническое задание с указанными техническими требованиями (габаритные размеры степень защиты IP климатическое исполнение).
На основании исходных данных были выбраны материалы деталей корпуса произведены расчеты и разработаны рабочие чертежи деталей сборочный чертеж и твердотельная модель корпуса с использованием САПР SolidWorks.
Результаты выбора материалов деталей и расчетов элементов конструкции:
- материал основания и крышки – поликарбонат ПК-6;
- материал прокладки – резиновая смесь ИРП-1338 НТА;
- винты В.М3–8g×25–12.26.018 ГОСТ 1491-80;
- толщина стенок корпуса – 5 мм;
- усилие затяжки уплотнительной прокладки – 250 Н.
Разработанный корпус может применятся для производства широкого спектра РЭА таких как контрольно-измерительные приборы элементы автоматики систем безопасности и др.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Элементы приборных устройств (Основной курс): Учеб. пособие для студентов вузов. В 2-х ч. Ч. 1. Детали соединения и передачи Тищенко О. Ф. [и др.]; под ред. О. Ф. Тищенко. – М.: Высш. школа 1982. – 304 с. ил.
Альшиц И. Я. Проектирование деталей из пластмасс. Справочник. Изд. 2-е перераб. и доп. И. Я. Альшиц Б. Н. Благов. – М.:Машиностроение 1977. – 215 с. ил.
Шишков М. М. Марочник сталей и сплавов: Изд. 3-е доп. М. М. Шишков. – Донецк: Юго-Восток 2002. – 456 с.
Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т. 1. - 8-е изд. перераб. и доп. В.И. Анурьев; под. ред. И. Н. Жестковой. – М.:Машиностроение 2001. - 920 с.; ил.
Кафедра «Информационно-измерительная техника
Тема: РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ КОРПУСА
Наименование и область применения продукции
Корпус. Корпуса применяются в радиоэлектронной аппаратуре.
Основание для разработки
На основании задания по курсовому проектированию утвержденного 2 февраля 2016 г.
Лубешко Николай Николаевич группа 31303114.
Цель и назначение разработки
Целью является разработка конструкции корпус конструкторской документации. Назначение разрабатываемого корпуса – обеспечение защитной и несущей функции в приборе.
Технические требования
1Состав продукции и требования к конструктивному устройству
В конструкцию входят:
Основание – 1крышка – 1уплотнительная прокладка – 1втулки – 4винт – 4 шт.
Габаритные размеры изделия составляют 135×85×50 мм. Общие допуски по ГОСТ 30893.1–m.
Устанавливается на горизонтальную или вертикальную поверхности.
Степень защиты конструкции IP55. Должен обеспечивать:
- защиту от пыли (некоторое количество пыли может проникать внутрь однако это не должно нарушать работу устройства; полная защита от контакта);
- защиту от водяных струй в любом направлении.
2Требования к надежности
Срок службы корпуса составляет 20 лет.
3Требования к технологичности
Изделие должно характеризоваться простотой изготовления с использованием доступных и экономически выгодных материалов простотой сборки.
4Условия эксплуатации (использования)
Климатическое исполнение ТВ2:
- изделие предназначено для эксплуатации на суше реках озерах в макроклиматических районах с влажным тропическим климатом;
- эксплуатация под навесом или в помещениях (объемах) где колебания температуры и влажности воздуха несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе и имеется сравнительно свободный доступ наружного воздуха; отсутствует прямое воздействие солнечного излучения.
Температура воздуха при эксплуатации:
- рабочая: +1 +40 °С;
Относительная влажность:
- среднегодовая: 80 % при 27 °С;
- верхнее значение: 100 % при 35 °С.
Абсолютная влажность: среднегодовое значение 20 гм-3.
Стадии и этапы разработки
апреля – срок завершения разработки технического задания описания и обоснования выбранной конструкции технических характеристик; 7 мая – расчеты элементов конструкции и разработка графического материала.
Порядок контроля и приёмки материалы предъявляемые по окончании отдельных этапов и работы в целом
Пояснительная записка – 1 шт.
Графический материал:
- твердотельная модель конструкции – 1 шт.;
- сборочный чертеж конструкции – 1 шт.;
- рабочие чертежи деталей – 3 шт.
июня – срок сдачи законченного проекта.

Доклад.docx

Уважаемые члены комиссии представляю Вашему вниманию курсовой проект по дисциплине «Конструирование элементов ИИТ».
Тема курсового проекта: Разработать конструкцию корпуса.
Цель работы – разработать конструкцию корпуса в соответствии с требованиями технического задания.
Актуальность проекта обусловлена широким распространением РЭА в которых корпус играет роль «оболочки» и обеспечивает требуемую защиту от воздействия внешних дестабилизирующих факторов а также обеспечивает безопасность при эксплуатации РЭА.
Исходные данные для выполнения курсового проекта включают:
- габаритные размеры корпуса – 135 мм по длине 85 мм по ширине и 50 мм по высоте;
- корпус должен иметь климатическое исполнение ТВ2 (это значит что изделие может эксплуатироваться на суше реках озерах в макроклиматических районах с влажным тропическим климатом под навесом или в помещениях где колебания температуры и влажности воздуха несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе и имеется сравнительно свободный доступ наружного воздуха а также отсутствует прямое воздействие солнечного излучения; эксплуатируется изделие при температуре воздуха от +1 до +40 °С и относительной влажности 80 %);
- корпус должен обеспечивать степень защиты IP55 (это значит что корпус должен иметь пылезащищенное исполнение однако допускается проникновение некоторого количества пыли но это не должно нарушать работу устройства а также корпус должен обеспечивать защиту от водяных струй со всех сторон).
На основании задания по курсовому проектированию разработано техническое задание.
Корпус состоит из основания и крышки. Для крепления крышки к основанию используется четыре винта. Для обеспечения герметичности корпуса между крышкой и основанием помещается уплотнительная резиновая прокладка. Для повышения прочности резьбового соединения в основание впрессованы горячим методом четыре втулки с резьбовым отверстием.
Основание обеспечивает крепление платы и компоновку навесных элементов внутри корпуса. Имеет прямоугольную форму с закругленными кромками и углами. Для крепления изделия к горизонтальной или вертикальной поверхности предусмотрены два выступа с четырьмя круглыми отверстиями и двумя прорезями. Внутри основания имеются четыре цилиндрических стойки для крепления печатной платы горизонтально и направляющие на всех четырех стенках для установки печатных плат вертикально. В качестве материала выбран поликарбонат марки ПК-6. Он характеризуется высокой прочностью жесткостью и ударной вязкостью; сохраняет свои свойства при температуре от -100 до +135 °С.
На этом слайде представлен рабочий чертеж Основания.
Крышка служит для обеспечения доступа во внутрь герметичного корпуса. Имеет прямоугольную форму с закругленными краями. Четыре сквозных отверстия служат для крепления к основанию. По контуру имеется канавка для укладывания уплотнительной прокладки. Материал крышки – прозрачный бесцветный поликарбонат ПК-6.
На этом слайде представлен рабочий чертеж Крышки.
Уплотнительная резиновая прокладка служит для обеспечения герметичности корпуса. Профиль прямоугольной формы. Материал – силиконовая резина смеси ИРП-1338 НТА. Данный материал легко переносит различные нагрузки и деформации сохраняя высокую эластичность и прочность в условиях повышенных и пониженных температур перепадах давления и в условиях агрессивных сред.
На этом слайде представлен рабочий чертеж Уплотнительной прокладки.
На внешнюю поверхность втулки нанесено рифление для предотвращения прокручивания в основании при вкручивании винта. Материал – латунь свинцовая ЛС63-3 – в 6-8 раз более прочная чем поликарбонат.
Применение защитных покрытий не требуется так как используемые материалы по своим физико-механическим свойствам полностью удовлетворяют климатическим требованиям.
Произведены расчеты толщины стенок корпуса (она составляет 5 мм) величины усилия затяжки уплотнительной прокладки (составляет 250 Н) выбраны винты для обеспечения требуемого усилия затяжки – винты с цилиндрической головкой и резьбой М3.
При выполнении проекта были разработаны твердотельная модель корпуса рабочие чертежи основания крышки и уплотнительной прокладки а также сборочный чертеж с применением САПР SolidWorks и AutoCAD.
В заключение доклада отмечу что требования технического задания выполнены полностью.

Сборочный чертеж.dwg

БНТУ КП.313031.011.000 СБ
Втулки 4 установить методом горячей посадки. 2. Усилие затяжки уплотнительной прокладки 4 обеспечить зажатием винтов 5 до полного сопряжения крышки 2 с основанием 1.

Прокладка.dwg

БНТУ КП.313031.011.003
Прокладка уплотнительная
ИРП-1338 НТА ТУ 38.0051166-98
Общие допуски по ГОСТ 30893.1-m. 2. Максимальные литейные радиусы скруглений 0
мм. 3. Поверхность прокладки должна быть без наплывов
пузырей и посторонних включений.

Основание.dwg

БНТУ КП.313031.011.001
ПК-6 ТУ 6-05-1668-80
Общие допуски по ГОСТ 30893.1-m. 2.Общие допуски формы и расположения - ГОСТ 30893.2-K. 3. Неуказанные радиусы 0
мм. 4. Цвет материала - светло-серый. 5. Облой и литники должны быть удалены. 6. Максимальные литейные радиусы скруглений 0
мм. 7 Поверхность детали должна быть без наплывов
пузырей и посторонних включений.

Крышка.dwg

БНТУ КП.313031.011.002
ПК-6 ТУ 6-05-1668-80
Общие допуски по ГОСТ 30893.1-m. 2.Общие допуски формы и расположения - ГОСТ 30893.2-K. 3. Неуказанные радиусы 0
мм. 4. Цвет материала - бесцветный. 5. Облой и литники должны быть удалены. 6. Максимальные литейные радиусы скруглений 0
мм. 7 Поверхность детали должна быть без наплывов
пузырей и посторонних включений.

1. Пояснительная записка.docx

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Информационно-измерительная техника
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
по дисциплине: «Конструирование элементов
информационно-измерительной техники»
Тема: РАЗРАБОТАТЬ КОНСТРУКЦИЮ КОРПУСА
студент 2 курса 31303114 группы
Пояснительная записка: 22 с. 2 рис. 2 табл. 7 источников 2 прил.
КОРПУС РЕЗИНОВАЯ ПРОКЛАДКА ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ СТЕПЕНЬ ЗАЩИТЫ КЛИМАТИЧЕСКОЕ ИСПОЛНЕНИЕ СБОРОЧНЫЙ ЧЕРТЕЖ ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ.
Объектом разработки является корпус для РЭА.
Цель работы – разработать конструкцию корпуса в соответствии с требованиями технического задания.
В процессе выполнения работы произведены расчеты толщины стенок корпуса величины усилия затяжки уплотнительной прокладки выбраны винты для обеспечения полученного усилия затяжки.
Разработаны рабочие чертежи основания крышки и втулки сборочный чертеж и твердотельная модель с использованием САПР SolidWorks.
Областью возможного практического применения разработанного корпуса является производство широкого спектра РЭА таких как контрольно-измерительные приборы элементы автоматики и систем безопасности.
Требования технического задания выполнены полностью.
Назначение и область применения конструкции 6
Описание и обоснование выбранной конструкции 7
Техническая характеристика конструкции 10
Расчеты элементов конструкции 12
1 Расчет толщины стенок корпуса 12
2 Расчет усилия затяжки уплотнительного элемента 14
Список использованных источников 18
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Техническое задание 19
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Спецификация сборочного чертежа 22
Задачей курсового проекта является разработка конструкции корпуса.
Требуется разработать конструкцию герметичного корпуса с прозрачной крышкой и фланцем светло-серого цвета с фланцами для настенного монтажа или монтажа по месту установки. Должна обеспечиваться защита от проникновения пыли и влаги по стандарту IP55 эксплуатация в климатических условиях соответствующих исполнению ТВ2. Габаритные размеры должны составлять135×85×50 мм. На внутренней поверхности корпуса предусмотреть стойки для горизонтального и направляющие для вертикального размещения печатных плат.
Корпус имеет широкое применение в производстве различного рода РЭА (контрольно-измерительных приборов элементов систем безопасности и др.).
В курсовом проекте представлены твердотельная модель корпуса разработанная с применением САПР SolidWorks рабочие чертежи деталей и сборочный чертеж корпуса.
НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ КОНСТРУКЦИИ
Корпуса предназначены для установки подвижных и неподвижных деталей приборов а также для их защиты от внешних воздействий удобства монтажа и безопасности эксплуатации. Выбор типа и формы корпусов зависит от функционального назначения места установки условий эксплуатации серийности компоновочной схемы прибора предъявляемых к нему эстетических и эргономических требований а также от технологических возможностей производства рационального членения прибора на сборочные единицы способов крепления прибора и заданных габаритных и присоединительных размеров прибора и корпуса.
Корпуса применяются для производства широкого спектра РЭА таких как контрольно-измерительные приборы элементы автоматики систем безопасности и др. Разрабатываемая конструкция корпуса позволяет эксплуатировать изделие (прибор) на суше реках озерах в макроклиматических районах с влажным тропическим климатом под навесом или в помещениях где колебания температуры и влажности воздуха несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе и имеется сравнительно свободный доступ наружного воздуха и отсутствует прямое воздействие солнечного излучения. Допускается эксплуатация при температуре воздуха от +1 до +40 °С и относительной влажности 80 % (среднегодовая при 27 °С). [1]
ОПИСАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ ВЫБРАННОЙ КОНСТРУКЦИИ
Сборочный чертеж корпуса представлен на чертеже БНТУ_КП.313031.011.000 СБ.
Корпус состоит из основания 1 (основного элемента корпуса) и крышки 2. Для крепления крышки к основанию используется четыре винта 5. Для обеспечения герметичности корпуса между крышкой и основанием используется уплотнительная резиновая прокладка 3.
Основание – основной элемент корпуса – обеспечивает крепление платы и компоновку навесных элементов внутри корпуса. Имеет прямоугольную форму с закругленными кромками и углами. Для крепления изделия к горизонтальной или вертикальной поверхности предусмотрены выступы у основания с четырьмя круглыми отверстиями и двумя прорезями. Внутри основания имеются четыре цилиндрических стойки для крепления печатной платы изделия (прибора) горизонтально и направляющие на всех четырех стенках для крепления печатных плат (до трех) вертикально. В основание впрессованы горячим методом четыре латунные втулки 4 с резьбовым отверстием для вкручивания винтов. Металлические втулки более прочные в сравнении с поликарбонатом.
В качестве материала основания выбираем поликарбонат – конструкционный материал для деталей приборостроения и радиотехники; характеризуется высокой прочностью и ударной вязкостью:
Поликарбонат ПК-6 ТУ 6-05-1668-80
Цвет пигмента – светло-серый. Физико-механические свойства выбранной марки поликарбоната приведены в таблице 2.1 [2].
Таблица 2.1 – Физико-механические свойства поликарбоната ПК-6.
Ударная вязкость не менее
Разрушающее напряжение не менее
Модуль упругости при растяжении
Относительное удлинение при разрыве
Твердость при заданной нагрузке
Теплостойкость по Мартенсу
Коэффициент линейного расширения
Давление пресс-литья
Крышка служит для обеспечения доступа во внутрь герметичного корпуса. Имеет прямоугольную форму с закругленными краями. Четыре сквозных отверстия служат для крепления к основанию. По контуру имеется канавка для укладывания уплотнительной прокладки. Материал крышки – прозрачный бесцветный поликарбонат
Основание и крышка изготавливаются литьем под давлением.
Уплотнительная резиновая прокладка служит для обеспечения герметичности корпуса. Профиль прямоугольной формы. В качестве материала уплотнительной прокладки выбираем силиконовую резину смеси ИРП
ИРП-1338 НТА ТУ 38.0051166-98
Силиконовая резина группы ИРП легко переносит различные нагрузки и деформации сохраняя высокую эластичность и прочность в условиях повышенных и пониженных температурах перепадах давления и в условиях агрессивных сред. Физико-механические свойства выбранной марки резиновой смеси приведены в таблице 2.2 [3].
Таблица 2.2 – Физико-механические свойства резиновой смеси ИРП-1338.
Условная прочность при растяжении не менее
Продолжение таблицы 2.1
Относительное удлинение при разрыве не менее
Относительная остаточная деформация после разрыва не менее
Сопротивление раздиру не менее
Коэффициент морозостойкости по эластическо-му восстановлению сжатия при -50 ºС не менее
Относительная остаточная деформация при постоянной величине сжатия 20 % среда -воздух 200 С 24 часа не более
Пластичность по Карреру
Удельное объемное сопротивление
Электрическая прочность
Температурный интервал работы
Для крепления крышки к основанию и затяжки уплотнительной прокладки выбираем винты с цилиндрической головкой с вдавленным шлицем прямого типа по ГОСТ 1491-80. Материал винтов – конструкционная углеродистая сталь качественная – сталь 15. [4]
Рабочий чертеж основания представлен на чертеже БНТУ_КП.313031.011.001 крышки – БНТУ_КП.313031.011.002 уплотнительной прокладки – БНТУ_КП.313031.011.003.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОНСТРУКЦИИ
Габаритные размеры корпуса – 135×85×50 мм. Общие допуски по ГОСТ 30893.1–m.
Степень защиты конструкции – IP55.
Климатическое исполнение – ТВ2.
Срок службы – 20 лет.
Все электротехнические устройства имеют определенную степень защиты IP. Разработанная конструкция корпуса обеспечивает степень защиты IP55. В соответствии с ГОСТ 14254-96 «Степени защиты обеспечиваемые оболочками (код IP)» первая цифра «5» указывает на то что корпус имеет пылезащищенное исполнение то есть обеспечивает защиту от пыли. Однако допускается проникновение некоторого количества пыли но это не должно нарушать работу устройства. Вторая цифра «5» указывает на то что корпус обеспечивает защиту от водяных струй. Вода направляемая на корпус в виде струй с любого направления не должна оказывать вредного воздействия.
По условиям эксплуатации корпус имеет климатическое исполнение ТВ2. Согласно ГОСТ 15150-69 «Машины приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории условия эксплуатации хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды» «ТВ» указывает на то что изделие предназначено для эксплуатации на суше реках озерах в макроклиматических районах с влажным тропическим климатом. Цифра «2» указывает что изделие (прибор) предназначено для эксплуатации под навесом или в помещениях (объемах) где колебания температуры и влажности воздуха несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе и имеется сравнительно свободный доступ наружного воздуха например в палатках кузовах прицепах металлических помещениях без теплоизоляции а также для эксплуатации на открытом воздухе (воздействие совокупности климатических факторов характерных для данного макроклиматического района) при отсутствии прямого воздействия солнечного излучения и атмосферных осадков.
Нормальные значения климатических факторов внешней среды при эксплуатации изделий:
) Значение температуры воздуха при эксплуатации:
- рабочее значение: +1 +40 °С;
- предельное значение: +1 +45 °С.
) Рабочие значения влажности воздуха (сочетания относительной влажности и температуры):
- среднегодовая – 80 % при 27 °С;
- верхнее значение – 100 % при 35 °С.
- абсолютная влажность – среднегодовое значение 20 гм-3.
РАСЧЕТЫ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ
1 Расчет толщины стенок корпуса
При расчете необходимой толщины стенок герметичного корпуса в качестве расчетной модели принимается прямоугольная пластина размерами a×b постоянной толщины h с жесткой заделкой ее по контуру и нагруженная по всей поверхности равномерно распределённым давлением p.
Рисунок 4.1 – Пластина в качестве расчетной модели.
Из условия прочности минимальная толщина пластины мм
где – максимальный распределенный изгибающий момент действующий в сечении пластины Нм.
– допускаемое напряжение МПа.
Допускаемое напряжение МПа
где – предел текучести материала МПа;
[n] – коэффициент допускаемого запаса прочности ([n]=2 22).
Для поликарбоната ПК-6 в качестве материала корпуса предел текучести =60 МПа (из таблицы 2.1 – разрушающее напряжение при растяжении 1_МПа 10 кгссм2). Коэффициент [n] принимаем равным 2.
Действующий в сечении пластины максимальный распределенный изгибающий момент Нм
где – поправочный коэффициент;
– давление на пластину Па;
b – длина меньшей стороны пластины м;
Коэффициент при (ab) ≤ 3 для случая защемления пластины по контуру определяем по формуле
При заданных a=135 мм и b=85 мм
Давление p на пластину обусловлено воздействием на неё человека (нажатие пальцами на кнопки несильный удар ладонью и т.п.). Примем его равным p=02106 Па.
Минимальная толщина пластины равна
Исходя из полученного результата принимаем толщину стенки корпуса равной h=5 мм.
Максимальный прогиб в центре пластины м
D – цилиндрическая жесткость Нм;
Цилиндрическая жесткость Нм
где – модуль упругости материала пластины Па;
– принятая толщина стенки корпуса (пластинки) м;
– коэффициент Пуассона материала пластины.
У поликарбоната ПК-6 модуль упругости E=22103 МПа (по таблице 2.1). Коэффициент Пуассона поликарбоната =035 [5].
2 Расчет усилия затяжки уплотнительного элемента
Для обеспечения нормальной защиты от воды резиновое уплотнение должно быть ужато по всему периметру на 25÷30 % т. е. ее относительная деформация =25÷30%.
Напряжение в резиновой прокладке Нм2 определяется произведением ее относительной деформации и модуля сжатия с учетом трения в местах стыка и формы профиля прокладки
где – модуль сжатия Па;
– коэффициент трения резины в опорных поверхностях;
– коэффициент формы резиновой прокладки учитывающий сложные явления сжатия прокладки.
Модуль сжатия определим по графику на рисунке 4.2. При твердости резины по Шору равной 58 ед.Шора модуль сжатия =85105 Нм2.
Рисунок 4.2 – Зависимость между твердостью резины
по Шору и модулем сдвига.
Коэффициент трения резины о пластмассу =02 [6]. Коэффициент формы определяется отношением площади поверхности прокладки опирающейся в разъеме на корпус к полной боковой поверхности. Для прокладки с прямоугольной формой и прямоугольным профилем коэффициент формы резиновой прокладки:
где – ширина профиля прокладки мм;
– высота профиля прокладки мм.
Учитывая толщину стенок корпуса принимаем размеры профиля уплотнительной прокладки – a=36 мм; h=3 мм.
Полное усиление сжатия Н прокладки будет определяться размерами опорной площадки
где – площадь соприкосновения прокладки с опорной площадкой м2.
Площадь соприкосновения равна
гдеc d – стороны крышки корпуса м; c=0135 м; d=0085 м;
Минимальный внутренний диаметр резьбы винта мм
гдеn – количество стягивающих крышку и основание винтов;
– допускаемое напряжение материала винта МПа.
Допускаемое напряжение материала винта
где – предел текучести материала винта; для стали 15 =225 МПа [7];
Наружный диаметр резьбы винта мм
По ГОСТ 1491-80 выбираем стандартный винт с цилиндрической головкой класса точности В диаметром резьбы d=3 мм с крупным шагом резьбы с полем допуска резьбы 8g длиной l=25 мм длиной резьбы b=12 мм класса прочности 2.6 с цинковым покрытием толщиной 8 мкм хроматированным:
Винт В.М3–8g×25–12.26.018 ГОСТ 1491-80
В результате выполнения курсового проекта была разработана конструкция корпуса для РЭА. Основанием для разработки было составленное техническое задание с указанными техническими требованиями (габаритные размеры степень защиты IP климатическое исполнение).
На основании исходных данных были выбраны материалы деталей корпуса произведены расчеты и разработаны рабочие чертежи деталей сборочный чертеж и твердотельная модель корпуса с использованием САПР SolidWorks.
Результаты выбора материалов деталей и расчетов элементов конструкции:
- материал основания и крышки – поликарбонат ПК-6;
- материал прокладки – резиновая смесь ИРП-1338 НТА;
- винты В.М3–8g×25–12.26.018 ГОСТ 1491-80;
- толщина стенок корпуса – 5 мм;
- усилие затяжки уплотнительной прокладки – 250 Н.
Разработанный корпус может применятся для производства широкого спектра РЭА таких как контрольно-измерительные приборы элементы автоматики систем безопасности и др.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Элементы приборных устройств (Основной курс): Учеб. пособие для студентов вузов. В 2-х ч. Ч. 1. Детали соединения и передачи Тищенко О. Ф. [и др.]; под ред. О. Ф. Тищенко. – М.: Высш. школа 1982. – 304 с. ил.
Альшиц И. Я. Проектирование деталей из пластмасс. Справочник. Изд. 2-е перераб. и доп. И. Я. Альшиц Б. Н. Благов. – М.:Машиностроение 1977. – 215 с. ил.
Шишков М. М. Марочник сталей и сплавов: Изд. 3-е доп. М. М. Шишков. – Донецк: Юго-Восток 2002. – 456 с.
Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т. 1. - 8-е изд. перераб. и доп. В.И. Анурьев; под. ред. И. Н. Жестковой. – М.:Машиностроение 2001. - 920 с.; ил.
Кафедра «Информационно-измерительная техника
Тема: РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ КОРПУСА
Наименование и область применения продукции
Корпус. Корпуса применяются в радиоэлектронной аппаратуре.
Основание для разработки
На основании задания по курсовому проектированию утвержденного 2 февраля 2016 г.
Лубешко Николай Николаевич группа 31303114.
Цель и назначение разработки
Целью является разработка конструкции корпус конструкторской документации. Назначение разрабатываемого корпуса – обеспечение защитной и несущей функции в приборе.
Технические требования
1Состав продукции и требования к конструктивному устройству
В конструкцию входят:
Основание – 1крышка – 1уплотнительная прокладка – 1втулки – 4винт – 4 шт.
Габаритные размеры изделия составляют 135×85×50 мм. Общие допуски по ГОСТ 30893.1–m.
Устанавливается на горизонтальную или вертикальную поверхности.
Степень защиты конструкции IP55. Должен обеспечивать:
- защиту от пыли (некоторое количество пыли может проникать внутрь однако это не должно нарушать работу устройства; полная защита от контакта);
- защиту от водяных струй в любом направлении.
2Требования к надежности
Срок службы корпуса составляет 20 лет.
3Требования к технологичности
Изделие должно характеризоваться простотой изготовления с использованием доступных и экономически выгодных материалов простотой сборки.
4Условия эксплуатации (использования)
Климатическое исполнение ТВ2:
- изделие предназначено для эксплуатации на суше реках озерах в макроклиматических районах с влажным тропическим климатом;
- эксплуатация под навесом или в помещениях (объемах) где колебания температуры и влажности воздуха несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе и имеется сравнительно свободный доступ наружного воздуха; отсутствует прямое воздействие солнечного излучения.
Температура воздуха при эксплуатации:
- рабочая: +1 +40 °С;
Относительная влажность:
- среднегодовая: 80 % при 27 °С;
- верхнее значение: 100 % при 35 °С.
Абсолютная влажность: среднегодовое значение 20 гм-3.
Стадии и этапы разработки
апреля – срок завершения разработки технического задания описания и обоснования выбранной конструкции технических характеристик; 7 мая – расчеты элементов конструкции и разработка графического материала.
Порядок контроля и приёмки материалы предъявляемые по окончании отдельных этапов и работы в целом
Пояснительная записка – 1 шт.
Графический материал:
- твердотельная модель конструкции – 1 шт.;
- сборочный чертеж конструкции – 1 шт.;
- рабочие чертежи деталей – 3 шт.
июня – срок сдачи законченного проекта.

Доклад.docx

Уважаемые члены комиссии представляю Вашему вниманию курсовой проект по дисциплине «Конструирование элементов ИИТ».
Тема курсового проекта: Разработать конструкцию корпуса.
Цель работы – разработать конструкцию корпуса в соответствии с требованиями технического задания.
Актуальность проекта обусловлена широким распространением РЭА в которых корпус играет роль «оболочки» и обеспечивает требуемую защиту от воздействия внешних дестабилизирующих факторов а также обеспечивает безопасность при эксплуатации РЭА.
Исходные данные для выполнения курсового проекта включают:
- габаритные размеры корпуса – 135 мм по длине 85 мм по ширине и 50 мм по высоте;
- корпус должен иметь климатическое исполнение ТВ2 (это значит что изделие может эксплуатироваться на суше реках озерах в макроклиматических районах с влажным тропическим климатом под навесом или в помещениях где колебания температуры и влажности воздуха несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе и имеется сравнительно свободный доступ наружного воздуха а также отсутствует прямое воздействие солнечного излучения; эксплуатируется изделие при температуре воздуха от +1 до +40 °С и относительной влажности 80 %);
- корпус должен обеспечивать степень защиты IP55 (это значит что корпус должен иметь пылезащищенное исполнение однако допускается проникновение некоторого количества пыли но это не должно нарушать работу устройства а также корпус должен обеспечивать защиту от водяных струй со всех сторон).
На основании задания по курсовому проектированию разработано техническое задание.
Корпус состоит из основания и крышки. Для крепления крышки к основанию используется четыре винта. Для обеспечения герметичности корпуса между крышкой и основанием помещается уплотнительная резиновая прокладка. Для повышения прочности резьбового соединения в основание впрессованы горячим методом четыре втулки с резьбовым отверстием.
Основание обеспечивает крепление платы и компоновку навесных элементов внутри корпуса. Имеет прямоугольную форму с закругленными кромками и углами. Для крепления изделия к горизонтальной или вертикальной поверхности предусмотрены два выступа с четырьмя круглыми отверстиями и двумя прорезями. Внутри основания имеются четыре цилиндрических стойки для крепления печатной платы горизонтально и направляющие на всех четырех стенках для установки печатных плат вертикально. В качестве материала выбран поликарбонат марки ПК-6. Он характеризуется высокой прочностью жесткостью и ударной вязкостью; сохраняет свои свойства при температуре от -100 до +135 °С.
На этом слайде представлен рабочий чертеж Основания.
Крышка служит для обеспечения доступа во внутрь герметичного корпуса. Имеет прямоугольную форму с закругленными краями. Четыре сквозных отверстия служат для крепления к основанию. По контуру имеется канавка для укладывания уплотнительной прокладки. Материал крышки – прозрачный бесцветный поликарбонат ПК-6.
На этом слайде представлен рабочий чертеж Крышки.
Уплотнительная резиновая прокладка служит для обеспечения герметичности корпуса. Профиль прямоугольной формы. Материал – силиконовая резина смеси ИРП-1338 НТА. Данный материал легко переносит различные нагрузки и деформации сохраняя высокую эластичность и прочность в условиях повышенных и пониженных температур перепадах давления и в условиях агрессивных сред.
На этом слайде представлен рабочий чертеж Уплотнительной прокладки.
На внешнюю поверхность втулки нанесено рифление для предотвращения прокручивания в основании при вкручивании винта. Материал – латунь свинцовая ЛС63-3 – в 6-8 раз более прочная чем поликарбонат.
Применение защитных покрытий не требуется так как используемые материалы по своим физико-механическим свойствам полностью удовлетворяют климатическим требованиям.
Произведены расчеты толщины стенок корпуса (она составляет 5 мм) величины усилия затяжки уплотнительной прокладки (составляет 250 Н) выбраны винты для обеспечения требуемого усилия затяжки – винты с цилиндрической головкой и резьбой М3.
При выполнении проекта были разработаны твердотельная модель корпуса рабочие чертежи основания крышки и уплотнительной прокладки а также сборочный чертеж с применением САПР SolidWorks и AutoCAD.
В заключение доклада отмечу что требования технического задания выполнены полностью.