棘轮机构的组成及工作原理.知识讲解
棘轮机构的工作原理简述
棘轮机构的工作原理简述
棘轮机构是一种通过多个齿轮间接传递动力的机械装置。
它由多个相互嵌入的棘轮和一个齿轮组成。
其中，棘轮是一种具有齿状凸起的圆盘，齿轮则是一个具有刻有齿的圆盘。
棘轮机构的工作原理如下：
1. 刻有齿的齿轮通过一个驱动力（例如电机）提供动力。
2. 当齿轮转动时，齿轮上的齿将碰触并推动第一个棘轮开始转动。
3. 转动的第一个棘轮通过凸起的齿形将力传递给第二个棘轮。
4. 第二个棘轮由第一个棘轮推动后开始转动。
5. 类似地，第二个棘轮也会通过凸起的齿形将力传递给第三个棘轮。
6. 这种传递力的过程可以根据需要循环进行多次，使得每个棘轮都能够得到传递的力。
7. 最后一个棘轮通常是输出轮，它通过棘轮机构传递的力来驱动其他机械装置，从而完成特定功能。
通过这种齿轮和棘轮的组合，棘轮机构能够传递和转换动力，实现不同速度和扭矩的输出。
它常被应用在需要传递大扭矩或需要实现精确重复运动的机械装置中，如机床、自动化生产线和各类机械传动系统中。
棘轮机构 (精品)
附加图 c 球面槽轮机构
三、槽轮机构的运动性质
1．槽轮机构运动系数 （1）外槽轮机构 如图7－14所
示外槽轮机构，为避免槽轮2在 起动和停歇时发生刚性冲击，圆 柱销A进入与脱出径向槽时，槽 的中心线应与圆柱销中心的运动 圆周相切。 若外啮合槽轮2上均布的径向槽 数为z，则槽轮转动2Φ2时，主动 拨盘1的转角2Φ1为
式中，φ为摩擦角；α为 楔块廓线升角。因此偏 心块楔紧条件为：楔块 廓线升角α小于摩擦角φ。 也可用摩擦轮对偏心楔 块总反力FR的作用线必 须通过两回转中心O1和 O2的连接线段来判定。 图7-5 b
(3) 滚子楔紧条件
d d d FA cos FNA sin 2 2 2
21
二、槽轮机构的基本类型及其应用
1、类型 常用的槽轮机构有两种类型：一种是外啮合槽轮机 构，另一种是内啮合槽轮机构。 (1)外啮合槽轮机构：图7-14a 为外啮合槽轮机构。 (2)内啮合槽轮机构：图7-15为内啮合槽轮机构。
图7-15
22
2、应用举例
槽轮机构结构简单，容易制造。但工作时有一 定程度的冲击，故一般不宜用于高速转动的场 合。图7-16为槽轮机构应用于电影放映机的间 歇卷片机构中。
（7－8）
30
由上式知，这种槽轮机构运动系数总大于0．5。 又因τ ＜1时槽轮2才能出现停歇，所以 z＞2， 即径向槽数目应为z≥3。 如均布 k个圆柱销，槽轮 2运动仍应满足，
z2 k( ) 1 2z
即
2z k z2
当z≥3时k＜2，说明这种槽轮机构圆柱销数量只 能有1个。
当主动摆杆作往复摆动时，从动棘 轮作单向间歇转动。
一、棘轮机构的组成及其工作原理
一、棘轮机构的组成及其工作原理
棘轮机构是一种用于传递运动和力的机械装置，由棘轮和棘爪组成。
棘轮是一种具有一定数量的齿轮，通常是一个扁平的圆盘状零件，其中齿轮呈V形或U形，并沿周边均匀分布。
而棘爪是一种与齿轮接触的零件，它通常是一个弯曲的金属片或一段V形弹片，扇形地布置在棘轮周围。
棘轮机构的工作原理是通过使棘爪与棘轮的齿轮相互咬合，并将扭矩传递到轴上，从而实现动力传递。
在静止状态下，棘爪与齿轮不接触，因此不存在动力传递。
当齿轮开始旋转时，由于齿轮齿数的限制，棘轮同时只能转动一小段角度，在此期间，一个或多个棘爪会与齿轮齿咬合，从而将扭矩传递到轴上。
棘轮机构通常用于控制运动方向，例如汽车手刹和螺丝刀等工具。
在汽车手刹中，当手刹拉起时，一根杠杆将棘轮与车轮连接，通过棘轮机构将车轮上的扭矩传递到后轴，从而防止车辆移动。
在螺丝刀中，棘轮机构用于保持螺丝头的位置，从而加快拧紧螺丝的速度。
当螺丝头旋转时，扭矩将传递到轴上，由于瞬时反向，棘轮会锁定齿轮，从而锁定螺丝头的位置。
总之，棘轮机构是一种简单但实用的机械传动装置，它通过棘轮和棘爪的组合，将动力传递到轴上，同时实现运动方向的控制。
间歇运动机构(棘轮结构)详解
5.1 棘轮机构 5.1.1、 棘轮机构的工作 原理
棘轮机构是一种
常用的间歇机构, 主要 由棘轮、 棘爪和机架组
成。
棘轮机构是一种常用的间歇机构, 其工作原理见 图5- 1。棘轮3与轴用键连接, 弹簧5用来使制动棘爪4 和棘轮3保持接触， 驱动棘爪2与连杆机构的摇杆1组 成回转副N。摇杆空套在轴上, 可自由摆动。 当摇杆 逆时针摆动时, 驱动棘爪便插入棘轮的齿槽中, 推动棘 轮转过一定角度, 而制动棘爪则在棘轮的齿上滑过； 当摇杆顺时针摆动时， 驱动棘爪在棘轮的齿上滑过, 而制动棘爪将阻止棘轮作顺时针转动, 故棘轮静止不 动。 因此, 摇杆作连续的往复摆动时, 棘轮作单向间 歇转动。
图 5 - 14 刀架转位槽轮机构
图 5 - 8 提升机棘轮停止器
图 5 - 8 提升机棘轮停止器模型
图5 - 9所示为自行车后轮轴上的棘轮机构。 当 脚蹬踏板时, 经链轮1和链条2带动内圈具有棘齿的小 链轮3顺时针转动, 再经过棘爪推动后轮轴顺时针转动, 从而驱使自行车前进。
图 5 - 9 自行车后轴上的棘轮机构
图 5 - 9 自行车后轴上的棘轮机构模型
图 5 - 13 卷片槽轮机构
图 5 - 13 卷片槽轮机构模型
又如图5 - 14所示的六角车床刀架的转 位槽轮机构, 刀架3上可装六把刀具并与具 有相应的径向槽的槽轮2固连, 拨盘上装有 一个圆销A。 拨盘每转一周, 圆销A进入槽轮 一次, 驱使槽轮(即刀架)转60°, 从而将下一 工序的刀具转换到工作位置
运动开始和终止时, 棘轮和棘爪间都产生冲击, 因此不宜用在具有很大质量的轴上。
图5 - 7所示的牛头刨床工作台的横向进给机构利用 棘轮机构实现正反间歇转动, 然后通过丝杠螺母带动工作 台作横向间歇送进运动。
棘轮机械结构
棘轮机械结构一、引言棘轮机械结构，也称为摩擦传动机构，是一种常见的机械传动装置。
它可以将旋转运动转换为直线运动，广泛应用于机床、自动化生产线、自动门等领域。
本文将全面、详细、完整地探讨棘轮机械结构的原理、构造和应用，以及其中的优缺点和改进方向。
二、原理与构造2.1 棘轮原理棘轮是由一个齿轮和一个棘爪（也称为棘爪轮）组成的。
棘轮的原理基于摩擦力的作用，通过棘爪与齿轮间的摩擦，使得齿轮只能在一个方向上旋转，而无法逆向旋转。
2.2 棘轮的构造棘轮的齿轮通常是一个平面齿轮或圆柱齿轮，上面具有一定的齿数；棘爪通常是一个带有相应数量的刚性接触面的曲线片或扇形片。
齿轮和棘爪之间的摩擦力可以通过弹簧或惯性元件来控制，以确保稳定的传动效果。
三、应用3.1 机床行程控制棘轮机械结构常用于机床的行程控制，特别是在需轻量、紧凑和高精度的情况下。
通过合理设计和安装棘轮机械结构，可以实现精确的工件定位和快速的工件切换。
3.2 自动化生产线在自动化生产线中，棘轮机械结构被广泛应用于传送带、装配线等设备上。
利用棘轮的单向传动特性，可以实现工件自动定位、分拣和装配，提高生产线的效率和准确性。
3.3 自动门系统棘轮机械结构也可以用于自动门系统中，实现门的自动开关。
通过合理设计和控制，可以实现门的平稳、快速的开启和关闭，提高门的使用便利性和安全性。
四、优缺点4.1 优点•简单易制造：棘轮机械结构的制造和安装相对简单，成本较低。
•紧凑高效：棘轮机械结构体积小巧，适用于空间有限的场合。
•稳定可靠：棘轮机械结构的单向传动特性能够保证传动机构的稳定和可靠性。
4.2 缺点•摩擦损耗：由于摩擦力的存在，棘轮机械结构会产生一定的能量损耗和热量，降低传动效率。
•噪声和振动：棘轮机械结构在工作时会产生噪声和振动，不适合对噪声和振动敏感的应用场合。
•限制速度和载荷：棘轮机械结构的传动速度和载荷受到一定限制，不适用于高速和大负荷的情况。
五、改进与展望为了克服棘轮机械结构的缺点，需要进一步改进和优化。
第22讲 棘轮机构
轮齿式棘轮机构：
结构简单、易于制造、运动可靠、棘轮转角容易实现 有级调整
棘爪在齿面滑过时会引起噪声，高速时更为严重
轮齿式棘轮机构多用于低速、轻载时间歇运动的控制
摩擦式棘轮机构：
传递运动较平稳、无噪声，从动件的转角可作无级调整
易出现打滑现象，运动准确性较差，不适合用于精确传递 运动的场合
各种棘轮机构在生产实际中的应用
棘 轮 机 构
棘 轮 机 构
棘轮机构三、棘轮机构设计来自的主要问题１、棘轮齿形的选择 （１）不对称梯形齿
不对称梯形齿强度 较高，已经标准化， 是最常用的一种齿 形
a
φ
m——模数， z——齿数 a=m, t=π m，b=0.75m D=mz，Df=D-2h，Φ=15゜～30゜
（2）偏心块楔紧条件
欲使楔块楔紧棘 轮，则必须有：
O2 A sinFN O2 A cosfFN
FN FR
tan f tan
f•FN
楔块廓线升角 小于摩擦角
（2）滚子楔紧条件
欲使滚子被楔紧，则 必须有： FNA d d d FA cos FNA sin 2 2 2
通过改变 滑块A的 位置，改 变摆杆摆 角的大小， 从而实现 棘轮转角 大小的调 整 滑块
摆杆
以上两种调整棘轮转角的方法， 棘轮的最小转角都不小于一个齿距 角。若要使棘轮的转角小于一个齿 距角，则应采取以下方法：
（3）多爪棘轮机构角
棘爪数——n 棘轮齿距角—— 摆杆转角——1
棘轮转角——2
FNA f
FA
tan
2
FNB
机械设计基础：03棘轮机构
图7－7所示为牛头刨床工作台 横向进给机构，
当曲柄1转动时，经连杆2带动 摇杆4作往复摆动；摇杆4上装 有图7—4b 所示的 双向棘 轮机
构的棘爪，棘轮3与丝杠5固连， 棘爪带动棘轮作单方向间歇转 动，从而使螺母6（工作台） 作间歇进给运动。
若改变驱动棘爪摆角，可以调
节进给量；改变驱动棘爪的位
图7-5 a 偏心楔块式棘轮机构
(2) 滚子楔紧式棘轮机构
图7-6为常用的摩擦式棘轮机构，构件1逆时针转动或 构件3顺时针转动时，在摩擦力作用下能使滚子2楔紧 在构件1、3形成的收敛狭隙处，则构件1、3成一体， 一起转动；运动相反时，构件1、3成脱离状态。
图7-6 滚子楔紧式棘轮机构
三、棘轮机构的特点和应用
附加图 c 球面槽轮机构
三、槽轮机构的运动性质
1．槽轮机构运动系数
（1）外槽轮机构 如图7－14所
示外槽轮机构，为避免槽轮2在 起动和停歇时发生刚性冲击，圆
柱销A进入与脱出径向槽时，槽 的中心线应与圆柱销中心的运动
圆周相切。
若外啮合槽轮2上均布的径向槽
2数动1拨为 盘z ，1的则2转槽2角轮2转Φ1动为22zΦ2 时
16
二、槽轮机构的基本类型及其应用
1、类型 常用的槽轮机构有两种类型：一种是外啮合槽轮机
构，另一种是内啮合槽轮机构。 (1)外啮合槽轮机构：图7-14a 为外啮合槽轮机构。 (2)内啮合槽轮机构：图7-15为内啮合槽轮机构。
图7-15
17
2、应用举例
槽轮机构结构简单，容易制造。但工作时有一 定程度的冲击，故一般不宜用于高速转动的场 合。图7-16为槽轮机构应用于电影放映机的间 歇卷片机构中。
k t2 k(z 2)
棘轮机构的原理应用图
棘轮机构的原理应用图一、什么是棘轮机构棘轮机构是一种常见的传动机构，利用棘齿的相互啮合来实现转动的传动方式。
它由一定数量的等距分布的棘齿和齿轮组成，通过齿与齿之间的间隙，以及齿的锁定和释放来实现转动的传递。
二、棘轮机构的工作原理1.齿轮锁定状态：在棘轮机构中，棘齿与齿轮的啮合时，齿轮不会发生转动，这时候就是齿轮的锁定状态。
齿轮的锁定状态是通过棘齿尖端与齿轮表面的凸起相互啮合形成的。
当受到额外的扭矩时，齿轮始终保持锁定状态。
2.齿轮释放状态：在棘轮机构中，棘齿离开齿轮的凸起时，齿轮就能够自由转动，这时候就是齿轮的释放状态。
齿轮的释放状态是通过棘齿的离合来实现的。
当扭矩消失，或者逆转方向时，棘齿会迅速离开齿轮的凸起，齿轮就能够自由转动。
三、棘轮机构的应用图下面是一些棘轮机构的常见应用图：1.汽车手刹：–手刹是一种常见的棘轮机构应用。
它通过棘轮机构实现汽车的停车制动。
当手刹被拉起时，棘轮与齿轮间的啮合将车轮锁定，防止车辆滑动。
2.台钳：–台钳也是一种常见的棘轮机构应用。
台钳通过棘轮机构实现夹取和释放工件的功能。
当台钳夹紧工件时，棘齿锁定工件，保持夹持力。
当需要释放工件时，棘齿与齿轮的凸起分离，工件就能够自由取出。
3.门闩锁：–门闩锁也是一种常见的棘轮机构应用。
它通过棘轮机构实现门的锁定和解锁功能。
当门闩锁起来时，棘齿与齿轮的啮合将门锁定。
当需要打开门时，棘齿与齿轮的凸起分离，门就能够打开。
4.手动升降机：–手动升降机通常通过棘轮机构实现升降的功能。
突出的棘齿可以确保升降机在停止时保持在所需位置。
结论棘轮机构是一种常见的传动机构，通过棘齿的锁定和释放来实现转动的传递。
它在汽车手刹、台钳、门闩锁和手动升降机等领域都有广泛的应用。
通过了解棘轮机构的工作原理和应用图，我们可以更好地理解和应用这一传动机构。
棘轮机构(3)(精品 值得参考)
(2) 滚子楔紧式棘轮机构
图7-6为常用的摩擦式棘轮机构，构件1逆时针转动或 构件3顺时针转动时，在摩擦力作用下能使滚子2楔紧 在构件1、3形成的收敛狭隙处，则构件1、3成一体， 一起转动；运动相反时，构件1、3成脱离状态。
图7-6 滚子楔紧式棘轮机构
三、棘轮机构的特点和应用
图7－7
10
图7—8所示的棘轮机构可以用来实现快速超 越运动。
运动由蜗杆1传到蜗轮2，通
过安装在蜗轮2上的棘爪3驱
动与棘轮4固联的输出轴5按
图示ω5方向慢速转动。当需 要输出轴5快速转动时，可按
输出轴5转动方向快速转动输
出轴5上手柄，这时由于手动
转速大于蜗轮转速，所以棘
爪在棘轮齿背滑过，从而在
蜗轮继续转动时，可用快速
图7-12
图7-1
12
图7-4
2、棘轮转角大小的调整
(1) 采用棘轮罩 如图7-9所示。改变棘轮罩位置 ，使部分行程内棘爪沿棘轮罩 表面滑过，从而实现棘轮转角 大小的调整。
图7-9 13
(2) 改变摆杆摆角
图7-10所示棘轮机构中，通 过改变曲柄摇杆机构曲柄长 度OA的方法来改变摇杆摆角 的大小，从而实现棘轮机构 转角大小的调整。
图7-3 单向式棘轮机构
(2)双向式棘轮机构
若将棘轮轮齿做成短梯形或矩形时，变 动棘爪的放置位置或方向后，可改变棘 轮的转动方向。棘轮在正、反两个转动 方向上都可实现间歇转动。
2、摩擦式棘轮机构
(1) 偏心楔块式棘轮机构
偏心楔块式棘轮机构的工作原理与轮齿式棘轮机构相 同，只是用偏心扇形楔块代替棘爪，用摩擦轮代替棘 轮。利用楔块与摩擦轮间的摩擦力与楔块偏心的几何 条件来实现摩擦轮的单向 多爪棘轮机构
棘轮机构基础知识
棘轮机构基础知识一棘轮机构(ratchet mechanism)的基本型式和工作原理图示为机械中常用的外啮合式棘轮机构，它由主动摆杆，棘爪，棘轮、止回棘爪和机架组成。
主动件空套在与棘轮固连的从动轴上，并与驱动棘爪用转动副相联。
当主动件顺时针方向摆动时，驱动棘爪便插入棘轮的齿槽中，使棘轮跟着转过一定角度，此时，止回棘爪在棘轮的齿背上滑动。
当主动件逆时针方向转动时，止回棘爪阻止棘轮发生逆时针方向转动，而驱动棘爪却能够在棘轮齿背上滑过，所以，这时棘轮静止不动。
因此，当主动件作连续的往复摆动时，棘轮作单向的间歇运动。
2 棘轮机构的分类方式有以下几种：按结构形式分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构齿式棘轮机构结构简单，制造方便；动与停的时间比可通过选择合适的驱动机构实现。
该机构的缺点是动程只能作有级调节；噪音、冲击和磨损较大，故不宜用于高速。
齿式棘轮机构摩擦式棘轮机构摩擦式棘轮机构是用偏心扇形楔块代替齿式棘轮机构中的棘爪，以无齿摩擦代替棘轮。
特点是传动平稳、无噪音；动程可无级调节。
但因靠摩擦力传动，会出现打滑现象，虽然可起到安全保护作用，但是传动精度不高。
适用于低速轻载的场合。
按啮合方式分外啮合棘轮机构和内啮合棘轮机构外啮合式棘轮机构的棘爪或楔块均安装在棘轮的外部，而内啮合棘轮机构的棘爪或楔块均在棘轮内部。
外啮合式棘轮机构由于加工、安装和维修方便，应用较广。
内啮合棘轮机构的特点是结构紧凑，外形尺寸小。
外啮合式棘轮机构内啮合式棘轮机构按从动件运动形式分单动式棘轮机构、双动式棘轮机构和双向式棘轮机构单动式式棘轮机构当主动件按某一个方向摆动时，才能推动棘轮转动。
双动式棘轮机构，在主动摇杆向两个方向往复摆动的过程中，分别带动两个棘爪，两次推动棘轮转动。
双动式棘轮机构常用于载荷较大，棘轮尺寸受限，齿数较少，而主动摆杆的摆角小于棘轮齿距的场合。
双动式棘轮机构以上介绍的棘轮机构，都只能按一个方向作单向间歇运动。
双向式棘轮机构可通过改变棘爪的摆动方向，实现棘轮两个方向的转动。
棘轮机构的工作原理
棘轮机构的工作原理
棘轮机构是一种常见的传动机构，其主要由外部齿圈、内部销子齿轮和凸轮组成。
它的工作原理是通过凸轮的旋转来驱动外部齿圈和内部销子齿轮之间的啮合，在旋转过程中实现传动功能。
具体而言，棘轮机构的工作原理如下：当凸轮旋转时，外部齿圈和内部销子齿轮会由于凸轮的形状而进行一系列的相对运动。
在某些位置，凸轮的凹槽将外部齿圈与内部销子齿轮之间的啮合断开，使得两者可以自由滑动。
而在其他位置，凸轮的凹槽会恢复使外部齿圈和内部销子齿轮重新啮合，从而实现传递力量的作用。
通过这种方式，棘轮机构可以实现正反转的传动，并且传动比例也可以通过凸轮的设计和旋转速度进行调节。
同时，由于棘轮机构的结构简单，可靠性高，所以被广泛应用于各种机械设备中，如汽车变速器、自行车齿轮传动等。
总的来说，棘轮机构的工作原理是基于凸轮的旋转来实现外部齿圈和内部销子齿轮之间的相对运动，从而实现传动功能。
这种机构可以通过凸轮的形状和旋转速度来控制传动比例，其结构简单可靠，适用范围广泛。
棘轮机械结构
棘轮机械结构棘轮机械是一种常见的机械传动装置，它以其简单可靠的结构和高效的传动特性在各个领域得到了广泛应用。
本文将介绍棘轮机械的概念、结构、工作原理和应用。
一、概念棘轮机械是一种基于棘轮原理的传动装置，它由一个或多个棘轮（也称为齿轮）和一个传动轴组成。
棘轮通常具有一定数量的齿（也称为棘齿），这些齿可以与一个或多个其他部件（例如链条、皮带或杠杆）咬合在一起，实现传动效果。
二、结构1. 棘轮：棘轮是棘轮机械的核心组件，它通常是一个平面圆盘，上面有一系列固定的齿。
棘轮的齿一般呈直状，长度要与其他部件的咬合面相匹配。
2. 传动轴：传动轴是支撑和传递力量的部件，它通常位于棘轮的中心，并与棘轮相对称。
传动轴一般通过法兰或轴承与其他设备连接，以实现传动效果。
3. 齿咬合：棘轮的齿与其他部件的咬合方式取决于具体的应用。
例如，链条通常与棘轮的齿咬合，形成链传动。
皮带通常通过摩擦与棘轮的齿咬合，形成带传动。
杠杆则通过直接压力与棘轮的齿咬合，实现传动效果。
三、工作原理棘轮机械的工作原理可以基于棘轮的不可逆特性解释。
当施加力量使传动轴转动时，棘轮的齿会与其他部件咬合，并将力量传递给它们。
由于棘齿的设计和材料选择，齿咬合表面之间的摩擦力会阻止被咬合的部件逆向旋转，从而确保传动方向的一致性。
四、应用1. 汽车传动系统：棘轮机械广泛应用于汽车变速器和差速器等传动系统中。
在变速器中，棘轮机械可以实现各档位的切换和扭矩传递；在差速器中，它可以实现左右车轮间的速度差补偿。
2. 机械钟表：传统机械钟表中的计时装置也常采用棘轮机械。
通过棘轮机械的咬合和旋转，时钟可以实现每秒钟的精确计时。
3. 工业机械设备：棘轮机械还广泛应用于各种工业机械设备中，例如工厂的输送带、机械手臂的位置控制系统等。
总结：棘轮机械是一种简单可靠的传动装置，通过固定齿的设计和不可逆特性实现力量传递。
它在汽车、钟表和工业机械等领域得到了广泛应用，并发挥着重要作用。
对于工程设计师和机械制造商来说，了解和掌握棘轮机械的结构和工作原理是至关重要的，这将有助于优化设计和提高机械性能。
12-1 棘轮机构
图3 可变向棘轮机构
当棘轮齿制成方形时，则可成为如图3（a）所示的可变向棘轮机构。图3（b）为另一 种可变向棘轮机构，当棘爪提起并绕自身轴线转180°后再放下，则可依靠棘爪端部结 构两面不同的特点，实现棘轮沿相反方向单向间歇转动。
（3） 、可变向棘轮机构
翻转变向棘轮机构
回转变向棘轮机构
可变 棘轮机构
图1 单动式棘轮机构
图2 双动式棘轮机构
图1所示为单动式棘轮机构。改变图1中主动件摆杆的结构形状，可得到图2 所示的双动式棘轮机构。特点是当主动件摆杆作来回摆动时，都能使棘轮 朝同一方向作间歇运动，驱动棘爪可以制成直的或带钩头的。
2、按棘轮的运动方向，棘轮机构可分为单向棘轮机构（图1）和可 变向棘轮机构（图3）。
第2章 机器的组成与机构
3、按棘轮的形状，有外棘轮机构、内棘轮机构（图4）、摩擦棘 轮机构（图5）及棘条棘轮机构（图6）。
图4 内棘轮机构
图5 摩擦棘轮机构
图6 棘条棘轮机构
单动齿啮合式按按轮齿分布可分为：
外啮合式棘轮机构
内啮合式棘轮机构
2、摩擦式棘轮机构（利用棘爪与摩擦棘轮间的摩擦力传递运动）
◆ 齿式棘轮机构运动可靠，从动棘轮容易实现有级调节，但是 有噪声、冲击，轮齿易摩损，高速时尤其严重，常用于低速、 轻载的间歇传动。 ◆ 摩擦式棘轮机构可实现无级调节，运动平稳无噪声，有 打滑。适用于低速轻载的场合。 ◆ 棘轮机构还常用作防止机构逆转的停止器。
制动器
发生事故时，止动棘爪３ 突然伸出，可防止卷筒逆 转。
摩擦式棘轮机构可实现有级调节，无噪声，有打滑
二、棘轮机构的类型与应用 按轮齿分布： 外缘、 内缘、 端面棘轮机构。 按工作方式： 棘轮 类型 单动式、 双动式棘轮机构。
棘轮工作原理
棘轮工作原理棘轮是一种常见的机械传动装置，其工作原理主要基于棘爪和棘齿的互锁作用，用于将旋转运动转化为线性运动或改变运动方向。
本文将从棘轮的结构、工作原理和应用领域等方面进行介绍。
一、棘轮的结构棘轮通常由棘爪、棘齿、轮盘和轴组成。
棘爪是一种呈爪状的机械零件，用于阻止轮盘的反向旋转。
棘齿是轮盘上的凸起结构，用于与棘爪相互咬合。
轮盘是一个圆盘状的零件，可以在轴上旋转，它上面有一定数量的棘齿。
轴是棘轮的中心部分，用于支撑和转动轮盘。
二、棘轮的工作原理棘轮的工作原理主要基于棘爪和棘齿的互锁作用。
当轮盘沿着顺时针方向旋转时，棘齿会与棘爪相互咬合，从而阻止轮盘的逆时针旋转。
这种咬合作用可以保证轮盘在一定程度上固定不动，使得棘轮能够将旋转运动转化为线性运动或改变运动方向。
三、棘轮的工作过程棘轮的工作过程可以分为两个阶段：咬合阶段和脱离阶段。
1. 咬合阶段：当轮盘顺时针旋转时，棘齿与棘爪相互咬合，阻止轮盘逆时针旋转。
这种咬合作用可以使得棘轮在一定程度上固定不动，从而实现力的传递和转化。
2. 脱离阶段：当轮盘停止旋转或逆时针旋转时，由于棘齿与棘爪之间的间隙，棘爪会脱离棘齿，轮盘可以自由旋转。
四、棘轮的应用领域棘轮广泛应用于机械传动系统中，常见的应用领域包括：1. 汽车制动系统：棘轮可以用于汽车制动系统中的制动盘和制动鼓之间的传动装置，将旋转运动转化为线性运动，从而实现制动效果。
2. 工程机械：棘轮可以应用于工程机械中的起重装置和伸缩臂之间的传动装置，实现力的传递和转化。
3. 纺织机械：棘轮可以用于纺织机械中的卷绕装置和张力控制装置，实现纱线的收放和张力的控制。
4. 机床设备：棘轮可以应用于机床设备中的进给装置和自动送料装置，实现工件的进给和送料。
5. 家用电器：棘轮可以用于家用电器中的开关装置和传动装置，实现开关的控制和传动的转化。
棘轮是一种常见的机械传动装置，其工作原理基于棘爪和棘齿的互锁作用，能够将旋转运动转化为线性运动或改变运动方向。
棘轮机构的工作原理
棘轮机构的工作原理
棘轮机构是一种常见的传动机构，由多个齿轮和棘齿构成。
其工作原理如下：
1. 棘齿的特性：棘齿是一种具有单向传动功能的齿形，通常呈三角形，一个有齿的侧面和一个无齿的侧面。
棘齿可以自由旋转，但只允许在一个方向上运动，阻止在另一个方向上的旋转。
2. 传动原理：棘轮机构主要通过棘齿的运动来实现传动。
当主动轴旋转时，齿条中的棘齿将与棘轮上的齿咬合，从而使棘轮也开始旋转。
由于棘齿的单向传动性质，当主动轴停止旋转或逆向旋转时，棘齿将无法与棘轮咬合，从而阻止了从被动轴传递至主动轴的动力传输。
3. 传动比与速比：棘轮机构的传动比由齿轮数目和外径决定，可以通过设计和组合不同大小的齿轮来实现不同的传动比。
速比是主、从动轴的转速比值。
4. 应用：棘轮机构常用于需要单向传动或限制反向运动的场合，如自行车踏板、手动工具等。
它具有结构简单、传动效率高、传动平稳等特点，被广泛应用于机械传动系统中。
自行车棘轮机构原理
自行车棘轮机构原理自行车是一种常见的交通工具，而自行车的棘轮机构是其关键部件之一。
棘轮机构是自行车后轮轴上的一种装置，它使得自行车可以实现单向行驶。
本文将详细介绍自行车棘轮机构的原理和工作方式。
一、棘轮机构的构成棘轮机构主要由棘轮和链轮组成。
棘轮是一个圆盘状的装置，有一定数量的牙齿，通常是12至18个。
链轮是固定在自行车后轮轴上的一个齿轮，与棘轮配合使用。
二、棘轮机构的工作原理当自行车向前行驶时，脚踏板会带动链条转动，链条再带动链轮转动。
由于链轮和棘轮相连，当链轮转动时，棘轮也会随之转动。
而棘轮的牙齿则咬合在链轮的牙齿间，使得棘轮和链轮一同转动。
当自行车需要后退或停止时，棘轮机构发挥作用。
此时，脚踏板停止踩踏，链条不再转动。
由于链条不再带动链轮，链轮也不再带动棘轮转动。
而此时，棘轮的牙齿则会咬合在链轮的牙齿间，阻止链轮反向转动。
这样，自行车的后轮就不会向后滚动，实现了单向行驶。
三、棘轮机构的应用棘轮机构广泛应用于自行车的后轮，是自行车单向行驶的关键部件。
它能够确保自行车只能向前行驶，而不会出现后退的情况。
这在骑行中非常重要，特别是在上坡或需要停下来时。
棘轮机构的有效运行可以提高骑行的安全性和稳定性。
棘轮机构也被应用在其他领域。
例如，它被用于一些机械传动系统中，以实现单向传动。
棘轮机构的原理和工作方式在各种机械装置中都有所应用。
总结：自行车的棘轮机构是实现单向行驶的关键部件。
它由棘轮和链轮组成，通过链条传动实现后轮的转动。
当链条不再带动链轮转动时，棘轮的牙齿会咬合在链轮的牙齿间，阻止链轮反向转动，从而实现单向行驶。
棘轮机构的应用不仅局限于自行车，还可以应用在其他机械传动系统中。
通过了解自行车棘轮机构的原理，我们可以更好地理解自行车的运行原理，并在骑行过程中更加安全和稳定。
10棘轮机构、槽轮机构
优点：结构简单、易于制造、运动可靠，改变棘轮转角方便
机 缺点：工作时存在较大的冲击与噪声，运动精度不高。
械 基
础 应用：常用在传力不大、转速不高的场合下以实现步进运动 分度、超越运动和制动等要求。
凸轮机构与其他常用机构
机
械
基
---槽轮机构
础
槽轮机构
1、槽轮机构的工作原理
1)棘轮机构的组成机 械ຫໍສະໝຸດ Thank you基
础
外啮合棘轮机构
内啮合棘轮机构
机
棘爪或楔块装在从动轮的外面 棘爪或楔块装在从动轮的内部
械
基
础
棘轮机构
2、棘轮机构的类型
单动式棘轮机构
机
原动件按某一方向摆动时，
械
才能推动棘轮转动
基
础
双动式棘轮机构
两个棘爪，摇杆往复运动 都可以推动棘轮机构转动
棘轮机构
2、棘轮机构的类型
可变向棘轮机构
机 械 基 础
棘轮机构
棘轮仅单向间歇运动
棘轮机构
1、棘轮机构的工作原理
②摩擦式棘轮机构工作原理
机
摇杆1往复摆动运动
械 基 础
逆时针：楔块2与摩擦轮3表面楔紧 →摩擦轮转动
顺时针：楔块在摩擦轮表面上滑 过，摩擦轮静止不动
棘轮仅单向间歇运动
棘轮机构
2、棘轮机构的类型
齿式棘轮机构
机 械 基 础
摩擦式棘轮机构
棘轮机构
2、棘轮机构的类型
机
带圆销的拨盘
械
基
带有径向槽的槽轮
础
机架
槽轮
注：拨盘和槽轮上 都有锁止弧
圆销 拨盘
锁止弧
自行车棘轮机构原理
自行车棘轮机构原理自行车是一种常见的交通工具，而棘轮机构是实现自行车后轮传动的核心部件。
棘轮机构通过一系列齿轮的组合和配合，使得自行车可以实现正向行驶和后退行驶的功能。
本文将从自行车棘轮机构的原理、构造和工作过程等方面进行详细介绍。
一、棘轮机构的原理和构造棘轮机构由棘轮、轴承、齿轮和链条等组成。
其中，棘轮是关键的部件，它由一组齿轮和凸出的棘齿组成，可以在一个方向上转动，而在另一个方向上则被阻止。
齿轮则通过轴承与棘轮相连接，使得棘轮可以顺畅地工作。
二、棘轮机构的工作过程当骑手踩动脚蹬时，通过链条传动，力量被传递到后轮上。
这时，棘轮机构起到了关键的作用。
在正向行驶时，棘轮会顺畅地转动，使得齿轮也随之转动，从而驱动后轮旋转。
而在后退行驶时，棘轮则会被齿轮的凸起部分阻止，使得后轮不会反向旋转。
三、自行车棘轮机构的优缺点自行车棘轮机构具有以下优点：1. 简单可靠：棘轮机构的结构相对简单，不需要复杂的装置和控制系统，因此可以降低自行车的制造成本。
2. 节约空间：棘轮机构的体积较小，不会占用过多的空间。
3. 便于操作：棘轮机构的工作原理简单明了，骑手可以轻松掌握自行车的操作技巧。
然而，棘轮机构也存在一些缺点：1. 后退限制：由于棘轮机构的工作原理，自行车只能实现单向后退，不方便骑手进行后退操作。
2. 回转惯性：由于齿轮的存在，棘轮机构会增加自行车的回转惯性，使得转向变得困难，尤其在高速行驶时。
四、自行车棘轮机构的改进和应用为了克服棘轮机构的缺点，一些改进措施被提出来，如后轮离合器的应用。
后轮离合器可以实现自行车后轮的双向旋转，使得后退操作更加方便。
此外，一些高级自行车还采用了内部变速器，将棘轮机构与变速器相结合，实现多档位的调节。
除了自行车，棘轮机构在其他领域也有广泛的应用。
例如，棘轮机构被应用在汽车的传动系统中，实现发动机的起动和停车。
此外，棘轮机构还被用于工业机械中，如起重机的升降装置。
总结起来，自行车棘轮机构是实现自行车后轮传动的重要部件，它的工作原理简单明了，结构简单可靠。
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棘轮机构的组成及工作原理
一
课题引入
二
棘轮机构的组成
三
棘轮机构的工作原理
课题引入
牛头刨床中刨刀做往复 直线运动。由于刨刀刨削工 件时工件必须保持静止，而 刨削动作完成后，刨刀往回 退时，工作台送进到下一刨 削位置。因此，工作台需做 时进时停的间歇移动。
棘轮机构：连续转动 间 歇转动
牛头刨床的横向棘轮进给机构
（点击图片演示视频）
图示牛头刨床工作台的横向进给机构利用棘轮机构实现 正反间歇转动, 然后通过丝杠螺母带动工作台作横向间歇送 进运动。
棘轮机构的工作原理
摇杆顺时针摆动： 驱动 棘爪借助弹簧或自重的作 用插入棘轮的齿槽内使棘 轮随着转过一定的角度。
摇杆逆时针摆动：驱动 棘爪在棘轮齿背上滑过。 这时，簧片迫使制动棘爪 插入棘轮的齿槽，阻止棘 轮顺时针方向转动——棘 轮静止不动 。
主动件摇杆连续往复摆动 棘 轮作单向的间歇运动。
牛头刨床中的棘轮机构
螺旋机构：间歇转动 间歇 直线进给运动。
牛头刨床进给运动（点击图片演示视频）
课题引入
在自动机械中，加工成品或输送工件时，在加 工工位为完成所需的加工过程，需要提供给工件一 定时间的间歇，所采用的机构是间歇机构。
光盘印制机械中的间歇机构
课题引入
• 间歇机构是能够将主动件的连续运动转换成从 动件的周期性运动或停歇（时动时停）的机构 。
• 常见的间歇机构类型有：棘轮机构、槽轮机构、 不完全齿轮机构等。
棘轮机构的组成
３－摇杆 ５ －曲柄
４ －止回爪
２－棘爪 １－棘轮
曲柄摇杆机构：由曲柄5与摇杆3和机架、连杆组成。 将曲柄的转动 摇杆的往复摆动。
棘轮机构：驱动棘爪2与主动摇杆3用转动副连接；止动棘爪4（止 回爪）与机架用转动副连接，弹簧保证棘爪与棘轮啮合。