ЗУБЧАТЫЙ СЕКТОР
TOOTHED SECTOR

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в механических передачах возвратно-поступательного движения.
Известен зубчатый сектор, содержащий тело в виде сектора с системой зубьев, расположенных по его дуге, - см., например, «Крайнев А.Ф. Словарь-справочник по механизмам. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1987. - 560 с., ил.», стр. 129.
Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что все зубья его системы зубьев выполнены однотипными, исходя из расчета воздействия на все эти зубья максимально возможной при работе сектора изгибающей нагрузки: в частности, у всех зубьев системы зубьев заданы одинаковые: ширина зубьев, профиль зубьев, переходные галтели в области оснований зубьев и т.п. Однако при работе сектора величина изгибающей нагрузки, действующей на его зубья, изменяется по синусоидальному закону: в области центра дуги системы зубьев она минимальна и увеличивается до максимума в обе стороны - к краям системы зубьев (при начале движения сектора имеет место разгон сектора, а в конце его движения - торможение сектора). Увеличение изгибающих нагрузок на краях дуги системы зубьев может приводить к излому зубьев, что снижает надежность работы сектора.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого сектора, содержащего тело в виде сектора и расположенную по его дуге систему зубьев, - см. «Заплетохин В.А. Конструирование деталей механических устройств: Справочник. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1990. - 669 с.: ил.», стр. 466, рис. 4.17, б, в.
Недостатки прототипа - те же, что и у аналога.
Изобретением решается задача повышения надежности работы зубчатого сектора.
Для этого зубчатый сектор содержит тело в виде сектора и систему зубьев, расположенную по его дуге. Причем на торцах тела и торцах зубьев укреплена пара дугообразных накладок; профиль внутреннего периметра накладок эквидистантен профилю дуги сектора; ширина обеих накладок выполнена переменной, увеличивающейся от минимума в области середины дуги сектора в обе стороны по направлениям к концам дуги, прямо пропорционально изменению в этих направлениях величины изгибающих нагрузок, действующих на зубья; а изменение этой ширины выполнено со стороны внешнего периметра накладок.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: зубчатый венец - вид с торца (фиг. 1) и график изменения ширины накладок по дуге сектора (фиг. 2).
На чертеже показаны: тело 1 сектора, система зубьев 2, зуб 3, дуга 4 вершин системы зубьев, начальная дуга 5 системы зубьев, дуга 6 оснований системы зубьев, накладки 7 и 8, внутренний периметр 9 накладок, наружный периметр 10 накладок; длина l дуги системы зубьев; размер ширины Н накладок; величина F изгибающих нагрузок, действующих на зубья системы зубьев.
min
max
Зубчатый сектор содержит тело 1 в виде сектора и систему зубьев 2 с зубьями 3, расположенную по его дуге. Дуга вершин системы зубьев - 4, начальная дуга системы зубьев - 5, дуга оснований системы зубьев - 6. На торцах тела 1 и торцах зубьев 3 укреплена пара дугообразных накладок 7 и 8; профиль внутреннего периметра 9 накладок эквидистантен профилю дуги сектора; ширина Н обеих накладок выполнена переменной, увеличивающейся от минимума (H) в области середины дуги сектора в обе стороны по направлениями к концам (А, Б) дуги - до величины H, прямо пропорционально изменению в этих направлениях величины изгибающих нагрузок F, действующих на зубья. Изменение ширины накладок выполнено со стороны внешнего периметра 10 накладок.
При работе зубчатого сектора дугообразные накладки 7 и 8, связывающие между собой зубья 3 его системы зубьев 2 и тело 1, повышают изгибную прочность зубьев; причем ширина Н накладок оптимизирована и увязана с изменением изгибающих нагрузок F, действующих на зубья 3 вдоль длины l дуги системы зубьев 2 (фиг. 2).
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого сектора обеспечивает требуемую изгибную прочность зубьев его системы зубьев, тем самым повышается надежность работы зубчатого сектора в целом.