棘轮机构的组成及其工作原理
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第五十六讲 棘轮机构
一、棘轮机构的组成及其工作原理 组成：摆杆、棘爪、棘轮、止动爪。 工作原理：摆杆往复摆动，棘爪推动棘轮间歇转动。 优点：结构简单、制造方便、运动可靠、转角可调。 缺点：工作时有较大的冲击和噪音，运动精度较差。 适用于速度较低和载荷不大的场合。
二、棘轮机构的类型与应用 按轮齿分布有： 外缘、 内缘、 端面棘轮机构。
α
齿偏角
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
代入得：
tgα> f =tgφ ∴ α>φ
当 f=0.2 时，φ＝11°30’
通常取α＝20°
o1
JM
返回
棘轮几何尺寸计算公式
齿槽角
棘轮参数 齿数z 模数m
计算公式或取值 12~25 1、1.5、2、2.5、3、 3.5、4、5、6、8、10
o2
L
p h1 h’ a1 a
60°~80°
顶圆直径da
返回
三、设计要点
正压力－Pn 摩擦力－F
L F M p r
要求在工作时，棘爪在Pn和F的作用下，能自动滑入棘轮齿槽。 条件是两者对O’的力矩要满足 如下条件：
α Ft
A
Mpn>MF
将两个力分解成切向和径向分量
o2
Fr
α
pn
Σ =90° da
pt
Pn sinα L
∵ F= Pn f
> Fcosα L
齿间距p 齿高h 齿顶弦长a 棘爪工作面长度a1 齿偏角α 棘轮宽b 棘爪斜高h1 、齿斜高h’ 棘轮齿根圆角半径rf 棘爪尖端圆角半径r1
da =mz
P=π m h=0.75m a=m a1=(0.5~0.7)a α＝20° b=(1~4)m h1=h’ ≈h/cosα rf =1.5 mm r1 =2 mm
的力矩要满足mpnmf将两个力分解成切向和径向分量将两个力分解成切向和径向分量mtg齿偏角齿偏角fcoslljm返回棘轮几何尺寸计算公式棘轮几何尺寸计算公式模数模数mm115225335456810顶圆直径顶圆直径ddaaddaamzmz齿间距齿间距ppppmm齿高齿高hh齿顶弦长aa棘爪工作面长度棘爪工作面长度aa11h075mh075m齿顶弦长amamaa110507a0507a齿偏角齿偏角2020棘轮宽棘轮宽bbb14mb14m棘爪斜高棘爪斜高hh11齿斜高齿斜高hhhh11hhhhcoscos棘轮齿根圆角半径棘轮齿根圆角半径rrffrrff15mm15mm棘爪尖端圆角半径棘爪尖端圆角半径rr11rr112mm2mm棘爪长度棘爪长度ll一般取一般取l2pl2pa1lp6080hadao1o2齿数齿数zz12251225棘轮参数棘轮参数计算公式或取值计算公式或取值hh1rfr1齿槽角齿槽角
da
α
o1
h
r1 rf
棘爪长度L
一般取 L=2p
JM
返回
JM
返回
1
2 3
1 2
3 3
4
2
1
摩擦棘轮
超越离合器
JM
返回
运动特点：
轮齿式棘轮工作时噪音大且转角为步进可调，但运动准确。 而摩擦棘轮正好相反。 应用：在各类机床中实现进给、转位、或分度。 实例：止动器、牛头刨床、冲床转位、 超越离合器（单车飞轮）。
C
冲压工位
D
冲头
卸料工位
间歇转动
B
装料工位
A
JM
按工作方式有： 棘轮 类型 单动式、 双动式棘轮机构。 单向、双向运动棘轮机构。 固定转角、可调转角 轮齿棘轮、 摩擦棘轮
JM
返回
按棘轮转向是否可调:
按转角是否可调: 按工作原理分有 :
双动棘轮机构
JM
返回
棘轮可双向运动
A B B’
JM
返回
可调转角的棘轮
φ
0 1 2 3 4 5
调滑动罩
牛头刨床进给调整机构 通过调整杆长来调摆角
一、棘轮机构的组成及其工作原理 组成：摆杆、棘爪、棘轮、止动爪。 工作原理：摆杆往复摆动，棘爪推动棘轮间歇转动。 优点：结构简单、制造方便、运动可靠、转角可调。 缺点：工作时有较大的冲击和噪音，运动精度较差。 适用于速度较低和载荷不大的场合。
二、棘轮机构的类型与应用 按轮齿分布有： 外缘、 内缘、 端面棘轮机构。
α
齿偏角
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
代入得：
tgα> f =tgφ ∴ α>φ
当 f=0.2 时，φ＝11°30’
通常取α＝20°
o1
JM
返回
棘轮几何尺寸计算公式
齿槽角
棘轮参数 齿数z 模数m
计算公式或取值 12~25 1、1.5、2、2.5、3、 3.5、4、5、6、8、10
o2
L
p h1 h’ a1 a
60°~80°
顶圆直径da
返回
三、设计要点
正压力－Pn 摩擦力－F
L F M p r
要求在工作时，棘爪在Pn和F的作用下，能自动滑入棘轮齿槽。 条件是两者对O’的力矩要满足 如下条件：
α Ft
A
Mpn>MF
将两个力分解成切向和径向分量
o2
Fr
α
pn
Σ =90° da
pt
Pn sinα L
∵ F= Pn f
> Fcosα L
齿间距p 齿高h 齿顶弦长a 棘爪工作面长度a1 齿偏角α 棘轮宽b 棘爪斜高h1 、齿斜高h’ 棘轮齿根圆角半径rf 棘爪尖端圆角半径r1
da =mz
P=π m h=0.75m a=m a1=(0.5~0.7)a α＝20° b=(1~4)m h1=h’ ≈h/cosα rf =1.5 mm r1 =2 mm
的力矩要满足mpnmf将两个力分解成切向和径向分量将两个力分解成切向和径向分量mtg齿偏角齿偏角fcoslljm返回棘轮几何尺寸计算公式棘轮几何尺寸计算公式模数模数mm115225335456810顶圆直径顶圆直径ddaaddaamzmz齿间距齿间距ppppmm齿高齿高hh齿顶弦长aa棘爪工作面长度棘爪工作面长度aa11h075mh075m齿顶弦长amamaa110507a0507a齿偏角齿偏角2020棘轮宽棘轮宽bbb14mb14m棘爪斜高棘爪斜高hh11齿斜高齿斜高hhhh11hhhhcoscos棘轮齿根圆角半径棘轮齿根圆角半径rrffrrff15mm15mm棘爪尖端圆角半径棘爪尖端圆角半径rr11rr112mm2mm棘爪长度棘爪长度ll一般取一般取l2pl2pa1lp6080hadao1o2齿数齿数zz12251225棘轮参数棘轮参数计算公式或取值计算公式或取值hh1rfr1齿槽角齿槽角
da
α
o1
h
r1 rf
棘爪长度L
一般取 L=2p
JM
返回
JM
返回
1
2 3
1 2
3 3
4
2
1
摩擦棘轮
超越离合器
JM
返回
运动特点：
轮齿式棘轮工作时噪音大且转角为步进可调，但运动准确。 而摩擦棘轮正好相反。 应用：在各类机床中实现进给、转位、或分度。 实例：止动器、牛头刨床、冲床转位、 超越离合器（单车飞轮）。
C
冲压工位
D
冲头
卸料工位
间歇转动
B
装料工位
A
JM
按工作方式有： 棘轮 类型 单动式、 双动式棘轮机构。 单向、双向运动棘轮机构。 固定转角、可调转角 轮齿棘轮、 摩擦棘轮
JM
返回
按棘轮转向是否可调:
按转角是否可调: 按工作原理分有 :
双动棘轮机构
JM
返回
棘轮可双向运动
A B B’
JM
返回
可调转角的棘轮
φ
0 1 2 3 4 5
调滑动罩
牛头刨床进给调整机构 通过调整杆长来调摆角