Расчет мощности двигателя для механизма выдвижения каретки CD-ROM

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ХАРЬКОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра ТАПР РЭС и ЭВС

пояснительная записка к комплексному курсовому проекту

на тему ”Расчет мощности двигателя для механизма выдвижения каретки CD-ROM”

Выполнил: Принял:

ст.гр. ГКСР-00-1 доц. Палагин В.А.

Синиченко Ю.С. доц. Цимбал А.М.

ст.пр. Токарев В.В.

Харьков 2004

РЕФЕРАТ

Пояснювальна записка містить: 27 с.; 2 мал.; 1 додаток; 5 джерел.

Мета – Метою комплексного курсового дослідження являє собою розрахунок потужності двигуна для механізму висування каретки CD-ROM.

У даній курсовій роботі розглядається задача розрахунку потужності двигуна для механізму висування каретки CD-ROM.

Для досягнення поставленої мети існує необхідність у находженні низки технічних параметрів CD-ROM привода:

 потужності двигуна;

 обертаючого моменту;

 коефіцієнту корисного дію;

 лінійної швидкості переміщення каретки.

Параметри CD-ROM привода розраховуються для забезпечення стабільності функціонування пристрою у відповідності з його технічними параметрами.

CD-ROM, КАРЕТКА, LAND, PIT, ФОТОПРИЙОМНИК, КОМПАКТ-ДИСК, КРОКОВІЙ ДВИГУН, ДЕКОДЕР, МАСТЕР ДИСК, CADDY, TRAY, НАКОПИЧУВАЧ.

THE ABSTRACT

The explanatory note contains: 27 pages; 2 pic.; 1 exhibit; 5 sources.

The purpose - the Purpose of complex course research is calculation of capacity of the engine for the mechanism of promotion of the carriage of CD ROM.

In the given course work the problem of calculation of capacity of the engine for the mechanism of promotion of the carriage of CD ROM is considered.

For achievement of an object in view there is a necessity for a finding of some technical parameters of CD ROM of a drive:

 Capacities of the engine;

 The twisting moment;

 Efficiency of a reducer;

 Linear speed of moving of the carriage.

Parameters of CD ROM of a drive pay off for maintenance of stability of functioning of the device according to his technical parameters.

CD ROM, THE CARRIAGE, LAND, PIT, THE PHOTODETECTOR, THE COMPACT DISC, THE STEP-BY-STEP ENGINE, THE DECODER, THE MASTER THE DISK, CADDY, TRAY, THE STORE.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 6

ВВЕДЕНИЕ 7

1 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ 8

2 ОПИСАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ CD-ROM 12

2.1 ОПИСАНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ CD-ROM 16

3 КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 18

4 ДАННЫЕ ПО КОНСТРУКЦИОННЫМ МАТЕРИАЛАМ 22

5 УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ 23

6 УКАЗАНИЯ ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ ОБСЛУЖИВАНИЮ 24

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 25

СПИСОК ССЫЛОК 26

ПРИЛОЖЕНИЕ А 27

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

КПД – Коэффициент полезного действия

САР – Система автоматической регулировки

ЦАП – Центральный алгоритмический процессор

ЭВА – Электронная вычислительная аппаратура

ATIP – Actual Time In Pregroove (действительное время по разметке)

CAV – Constant Angular Velocity (постоянная угловая скорость)

CLV – Constant Linear Velocity (постоянная линейная скорость)

PCA – Power Calibration Area (область калибровки мощности)

PMA – Power Memory Area (область памяти программы)

ВВЕДЕНИЕ

Основными чертами промышленных роботов являются их механическое совершенство и непрерывно растущий интеллект, что расширяет сферу применения робототехники, которая уже охватывает промышленность, сельское хозяйство, транспорт, медицину, научные исследования практически во всех областях знаний. В связи с ростом объемов информации и сложности программного обеспечения, широким внедрением мультимедиа-приложений (приложений, сочетающих движущиеся изображения, текст и звук), огромную популярность в последнее время приобрели устройства для чтения компакт-дисков (СD-RОМ). Эти устройства и сами компакт-диски относительно недороги, очень надежны и могут хранить весьма большие объемы информации (до 800 Мбайт), поэтому они очень удобны для поставки программ и данных большого объема, что позволяет использовать их не только в быту, но и на производстве. Целью комплексного курсового проекта является задача рассмотрения CD-ROM привода для чтения накопителей на компакт-дисках и производится расчет привода для выдвижения каретки компакт-диска. Для достижения цели комплексного курсового проекта необходимо произвести ряд промежуточных расчетов:

 крутящего момента шагового двигателя каретки;

 линейной скорости перемещения каретки;

 коэффициента полезного действия редуктора КПД;

 угловой скорости электродвигателя.

Удачные технические решения и высокие эксплуатационные характеристики, присущие оптическим дисковым системам, обеспечили им успех в завоевании рынка. Сегодня выпуск дисковых проигрывателей достиг миллионов, а объем выпуска самих дисков измеряется десятками миллионов. Оптические узлы и все системы проигрывателя изготавливают в условиях высокого технологического контроля и вакуумной гигиены, отвечающих требованию больших интегральных микросхем.

1 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

В курсовом проекте рассматривается задача расчета мощности двигателя для механизма выдвижения каретки компакт диска в CD-ROM.

Входными данными являются следующие параметры CD-ROM:

 масса выдвижной каретки, Н/м. – 250г;

 время выдвижения каретки, с. – 1.5с;

 длинна перемещения каретки, мм. – 150мм;

 диаметр зубчатого колеса, м. – 0.03м;

 общее КПД зубчатых колес, КПД. – 0.8;

 общее КПД подшипников, КПД. – 0.95;

 число зубьев зубчатого колеса, шт. – 37шт.

Рассмотрим принцип записи и чтения информации с компакт-дисков.

В проигрывателях CD-ROM используется лазер почти инфракрасного спектра с длиной 780 нм. Считается, что в видимый световой спектр входят волны длиной от 400 до 700 нм. Практически никто не может увидеть свет с длиной волны более 720 нм.

Лазер "просвечивает" пластиковую основу диска из поликарбоната и проникает до самого последнего слоя носителя. Затем луч отклоняется от отражающего слоя, снова проходит сквозь поликарбонат и считывается фотодатчиком, установленным в считывающей головке привода. Коэффициент преломления поликарбоната составляет около 1,55, что позволяет еще более сфокусировать лазерный луч (от 0,8 мкм в глубине поликарбонатной подложки до около 1,7 мкм на поверхности отражающего слоя). Это свойство сводит к минимуму влияние на считывание информации пыли и царапин на диске. Если бы лазер фокусировался только до значения 0,2 мкм, то, к примеру, любая грязь размером 0,4 мкм на поверхности диска привела бы к сбою. Однако для CD-проигрывателя такие загрязнения не имеют практически никакого значения.

Если в фотодатчик попадает яркий свет (стандартом предусмотрено, что при полном отражении должно отражаться не менее 70 процентов света), то проигрыватель "понимает", что это ровное место на диске ("land"), а если в датчик проникает менее яркий свет, это означает, что в данном месте на диске имеется углубление ("pit"). Строго говоря, поскольку луч проходит "под" регистрирующим слоем, углубление воспринимается им как возвышение. Высота этого возвышения составляет 1/4 от длины волны лазера в поликарбонате, поэтому отраженный от возвышения свет имеет фазовую разницу в половину длины волны лазера. Свет, отраженный от возвышения и от окружающих ровных мест, самопоглощается. (Возвышение отражает около 25 процентов светового потока. Ширина возвышения составляет 0,5 мкм или около 1/3 сфокусированной точки лазерного луча.).

При считывании информации с компакт диска, CD-ROM используется множество оптических явлений, включая поляризацию света и дифракционные решетки. К примеру, в считывающей головке устанавливается трехлучевая система автофокусировки, при помощи которой лазер точно позиционируется на спиральной дорожке диска, а также на правильном расстоянии от самого диска. Необходимо также отметить, что поскольку свет распространяется в поликарбонате медленнее, чем в воздухе, длина волны лазера в CD-ROM близка к 500 нм.

При воспроизведении, компакт-диск, с записанными на него данными, вращается с постоянной линейной скоростью (Constant Linear Velocity - CLV), при которой скорость дорожки относительно воспроизводящей головки приблизительно равна 1.25 м/с. Система стабилизации скорости вращения поддерживает ее на таком уровне, чтобы обеспечить скорость считанного цифрового потока равной