Содержание
1. Задание
2. Анализ задания, конструирование модели, описание конструкции
2.1 Информация о DVD
2.2 Конструирование ОН
2.3 Электродвигатель вращения
2.4 Анализ системы привода ОГ
2.5 Конструирование привода ОГ
2.6 Конструирование привода каретки
2.7 Модель ЗМСОН
3. Расчеты
3.1 Информационной ёмкости и плотности записи
3.2 Электродвигателя вращения
3.3 Электродвигателя позиционирования и ШД
3.4 Диаграммы расположения данных и метода записи
Задание
Кинематическая схема: в соответствии со схемой конструкции (эскиз 1 см. ниже). Встроенный ЭД вращения шпинделя, шаговый двигатель, ходовой винт, гайка, линейные двигатели, якоря на упругих мембранах.
Параметры: информационная ёмкость 60 Гигабайт; число каналов записи-воспроизведения – 8; число рабочих поверхностей – 8; число матричных оптических головок на каждой поверхности – 2; скорость вращения 10 000 об/мин; время доступа – не более 3 мсек; способ записи RLL 8-16 3,9, D=120мм; b=25мм; Объем выпуска: 500 тыс/год
Эскиз 1
Анализ задания
Сменный оптический носитель, который необходимо сконструировать для нашего ЗМСОН, представляет собой измененный по конструкции стандартный оптический носитель. Следовательно можно и нужно (ввиду отработанной технологии производства) взять за основу физические параметры конструкции, способа изготовления и способ записи существующего ОН стандарта DVD.
Краткие сведения о DVD
Оптический носитель выполняется в форме диска. Наружный диаметр 120 мм, внутренний 15 мм, толщина 1,2 мм. Основа выполняется из поликарбоната (плотность 1,2 гр/см^2). Информационный слой состоит из углублений металлизированных отражающим металлом толщиной 50-100 нм. Этот слой формируется при изготовлении на производстве методом штамповки.
Для защиты используется лаковое покрытие. В случае двустороннего DVD используются две половинки толщиной 0,6мм. В таком случае информационные слои расположены в центре диска и читаются с разных сторон. Длина волны используемого лазера 650/635нм, шаг между дорожками 0,74 мкм, а минимальная длина пита 0,4 мкм. Способ записи RLL 8-16. Ориентировочная площадь поверхности используемой под хранение информации 0,008822 м^2 одной стороны (из расчета Rmax=57мм Rmin=21мм S=π*(Rmax^2-Rmin^2)) 0,018 м^2 для двухстороннего DVD. Объем V = 13359 мм^3. Масса M = 16 г. Момент инерции 293 г*см^2.
Конструирование ОН
По заданию нам необходимо создать ОН диаметром 120 мм где рабочие поверхности расположены на боковых кольцах. Ширина ОН должна составлять 25 мм. Число рабочих поверхностей 8. Скорость вращения 10000 об/мин.
Исходя из всей информации, я спроектировал ОН следующей конструкции:
Боковой диск, на котором крепятся кольца, имеет внешний радиус 60мм внутренний 7,5мм (как у DVD диска) толщину 2,5мм. Сбоку прикреплены 4 кольца толщиной 1,2 мм (как у DVD диска) с двумя рабочими поверхностями – внутренней и внешней. Шаг между внешними радиусами (и соответственно внутренними) составляет 8мм. Расчетная масса 72 г. Момент инерции 1570 г*см^2.
Теоретический способ изготовления основы - литье в профиль аналогично обычным дискам. Разумно полагать, что стоимость изготовления, как по критерию сложности/точности, так и по критерию объем /информационная площадь значительно больше, нежели у DVD. Способ формирования информационного слоя не известен. Возможность применения штамповки ввиду кольцевой поверхности маловероятна. Что снова ведет к подорожанию готового ОН.
Помимо этого соотношение объем конструкции/объем информации хуже относительно DVD.
Электродвигатель вращения
выполнен подобно конструкциям существующих ДВ. В расчете этого ЭД теоретической выдумкой является момент сопротивления движения ОН с номинальной скоростью, а также время разгона.
