棘轮机构设计及应用
棘轮机构应用
当主动摆杆作往复摆动时，从动棘 轮作单向间歇转动。
二、棘轮机构的类型
常用棘轮机构可分为轮齿式与摩擦式两大类： 1、轮齿式棘轮机构 按啮合方式可分成外啮合、内啮合棘轮机构。
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根据棘轮的运动又可分为两种情况：
(1) 单向式棘轮机构
•单向式棘轮机构的特点是摆杆向一个方向摆动时， 棘轮沿同一方向转过某一角度；而摆杆向另一个方 向摆动时，棘轮静止不动。 •双动式棘轮机构，摆杆的往复摆动，都能使棘轮沿 单一方向转动，棘轮转动方向是不可改变的。
即 （7－1）
因此棘爪顺利滑入齿根的条件为：棘轮 齿面角θ大于摩擦角φ。或棘轮对棘爪 总 反 力 FR 的 作 用 线 必 须 在 棘 爪 轴 心 O1 和 棘轮轴心O2之间穿过。
当材料的摩擦系数f＝0.2时，摩擦角φ≈180，因此一般取 θ＝20O。
草坪机单向离合器
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自行车单向离合器
棘轮轮齿（见图7-1），三角形轮齿的非工作齿面可作成直 线型和圆弧形。 双向式棘轮机构，由于需双向驱动，因此常采用矩形或对称 梯形作为棘轮齿形(图7-4)。
图7-12工作条件
(1) 棘爪可靠啮合条件
图7-12中θ为棘轮齿工作齿面
与径向线间的夹角，称齿面
角，L为棘爪长，O1为棘爪轴 心，O2为棘轮轴心，啮合力 作用点为P（为简便起见，设 P点在棘轮齿顶），当传递相 同力矩时，O1位于O2P的垂
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。
四、棘轮机构设计中的主要问题
1、棘轮齿形的选择 最常见的棘轮齿形为不对称梯形，如图7-12所示。 为了便于加工，当棘轮机构承受载荷不大时，可采用三角形
棘轮机构的设计及应用
• 棘轮齿面与径向线所夹α称为齿面倾斜角。棘爪轴心 O1 与轮齿顶点 A 的连线 O1A 与过 A 点的齿面法线 nn 的夹角 β 称为棘爪轴心位置 角。 为使棘爪在推动棘轮的过程中始终紧压齿面滑向齿根部，应满足棘 齿对棘爪的法向反作用力 N 对 O1 轴的力矩大于摩擦力 Ff 沿齿面） 对 O1 轴的力矩，即 N·O1Asinβ > Ff·O1Acosβ 则 Ff/N < tanβ 因为 f = tan = Ff/N 所以 tanβ > tan 即 β> 式中 f 和分别为棘爪与棘轮齿面间的摩擦系数
圖C 圖B
-
• 根據棘輪運動方式不同，齒式 棘輪機構又分為以下三鍾機構：
– 單動式棘輪機構
• 其特點是主動杆往復擺動一次， 只能在一個方向推動棘輪沿同 一方向間隙轉動一次。圖A所 示為單動式棘輪機構。
– 雙動式棘輪機構
• 其特點是主動杆往復擺動一次， 能推動棘輪作單向間隙轉動兩 次。圖D所示
-
圖D
– 可變向棘輪機構
• 可變向棘輪機構常采用梯
形齒或矩形齒。下圖E所
示為一可變向棘輪機構，
棘爪2具有對稱的爪端，
可繞O2轉動，棘輪3采用
梯形齒。在圖示實線位置
時，棘爪推動棘輪作逆時
針方向的間歇運動; 若將
棘爪翻轉到虛線位置，棘
輪則可作順時針方向的間
歇運動。
圖E
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• 圖F所示為另一種變向棘輪機構，
它常用以實現工作台的送進運動，
棘輪機構的設計及應用
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目錄
• 1. 棘輪機構原理介紹 • 2. 棘輪機構設計要點 • 3. 棘輪機構案例分享
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一﹑報告目的
棘轮机构的运动原理及应用
棘轮机构的运动原理及应用1. 棘轮机构简介棘轮机构是一种常见的机械传动装置，由棘轮和棘爪组成。
它利用棘爪与棘轮之间的互锁作用，实现转动和停止的功能。
棘轮机构广泛应用于各种机械设备中，如手动工具、自动机械等。
2. 棘轮机构的运动原理棘轮机构的运动原理基于棘爪与棘轮之间的摩擦和互锁效应。
当外力作用在棘爪上时，棘爪可以与棘轮直接接触并转动。
但当外力消失时，由于摩擦力的作用，棘爪会与棘轮之间产生互锁效应，使棘爪停止在某个位置。
这种互锁效应可以防止机械设备的倒退或意外转动。
3. 棘轮机构的应用领域棘轮机构在各种机械设备中都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：3.1 手动工具棘轮机构广泛应用于各种手动工具中，如扳手、起子等。
通过棘轮机构，用户可以通过简单的加力操作实现螺栓的旋转和紧固。
3.2 自动机械棘轮机构也在自动机械中得到广泛应用。
例如自动门控制系统中的门锁机构，通过棘轮机构可以实现门的自动开启和关闭。
此外，在自动化生产线上，棘轮机构也可以用于控制机器人的动作和位置。
3.3 动力传动装置棘轮机构还可以用于动力传动装置中。
例如，汽车的手刹系统中就应用了棘轮机构。
手刹的操作杆通过棘轮机构与驱动轮相连，实现车辆的停车功能。
3.4 家具和家电棘轮机构还被应用于家具和家电产品中。
例如，椅子的座椅高度调节机构以及体育器械中的调节装置都采用了棘轮机构。
此外，一些婴儿床、折叠桌椅等家居产品的折叠机构也使用了棘轮机构。
4. 棘轮机构的优缺点棘轮机构作为一种机械传动装置，具有以下优点和缺点：4.1 优点•简单可靠：棘轮机构由少量零部件组成，操作简单，并且不易出现故障。
•高效能：由于互锁效应的作用，棘轮机构能够有效地防止不必要的转动，提高机械设备的效能。
•精确控制：棘轮机构可以通过控制棘爪的形状和数量，实现对运动的精确控制。
4.2 缺点•摩擦损失：棘轮机构由于涉及摩擦与互锁效应，会产生一定的摩擦损失。
•传动效率相对低：由于存在摩擦损失，棘轮机构的传动效率相对较低。
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。
棘轮机构的原理和应用特点
棘轮机构的原理和应用特点1. 棘轮机构的原理棘轮机构是一种传动机构，由轴和棘轮组成。
它通过信息返回辊的非循环性传动来传递力和运动的力矩。
棘轮是一个带有凹槽的齿轮，而轴则是一个带有凸状齿的旋转体。
棘轮机构的原理可以总结如下：•当轴转动时，棘轮上的凸齿与轴上的凹槽相互啮合，从而传递力矩；•由于凹槽的形状，轴只能在一个方向上旋转，而无法反向旋转；•当凸齿到达凹槽的边缘时，棘轮停止旋转，这种机构被称为单项运转机构；•通过改变棘轮、轴和凹槽的结构，可以实现不同的转动方向和传动比。
2. 棘轮机构的应用特点棘轮机构由于其独特的原理，在实际应用中具有以下特点：2.1 高传动效率棘轮机构具有高传动效率的优点。
在传统的摩擦传动中，由于存在滑动摩擦，会导致能量损失和磨损。
而在棘轮机构中，啮合的凸齿和凹槽之间没有滑动摩擦，因此传动效率较高。
这使得棘轮机构在高效率传动和动力传递方面广泛应用于各种机械系统。
2.2 反转防止功能棘轮机构具有反转防止功能，这是由于其单向运转的原理所决定的。
在某些机械系统中，为了确保特定方向的运动，需要使用棘轮机构来防止逆向转动。
这在一些特定应用场景中非常重要，例如自行车后轮的自动锁止机制。
2.3 简洁和紧凑的设计棘轮机构的设计相对简洁，由于其原理的特殊性，只需要一个轴和一个棘轮即可实现传动功能。
这使得棘轮机构在紧凑空间或有限空间的应用中非常适用。
此外，棘轮机构通常比其他传动机构更轻便，这对于需要更轻便的机械系统来说很重要。
2.4 精密定位由于棘轮机构的单向运转特点，可以在需要精确定位的机械系统中使用。
通过控制棘轮的旋转方向和位置，可以实现定位和锁定功能。
这在航空航天、汽车和机械装备制造等领域中具有重要意义。
2.5 可靠性和耐久性由于棘轮机构的简洁设计和无滑动摩擦的特点，它们通常具有较高的可靠性和耐久性。
相对于其他复杂的传动机构，棘轮机构的部件较少，因此更容易制造和维护。
这使得棘轮机构成为一种可靠的传动方式，并可以在各种恶劣环境下使用。
说明棘轮机构的特点及应用
说明棘轮机构的特点及应用棘轮机构是一种采用多个棘齿螺旋与平面形态相配合的机械传动装置，其主要特点是结构简单紧凑、传动效率高、精度稳定可靠。
该机构由于具有精度高、传动可靠、稳定性强等特点，在各种机械设备中有广泛的应用，下面将从结构特点、力学性能、具体应用等方面进行详细介绍。
一、结构特点：1. 结构简单紧凑：棘轮机构由于是由齿轮与棘轮相互作用，属于齿轮传动的一种类型。
相较于其他齿轮传动，棘轮机构结构更加简单紧凑，占用空间小，适合于空间有限的设备。
2. 传动效率高：棘轮机构传动效率较高，可达到90%以上，主要是由于棘轮与齿轮之间的摩擦系数较低，传动损失较小。
3. 精度稳定可靠：棘轮机构的主要部件由于是齿轮与棘轮，传动精度较高，传动过程平稳可靠，不易产生冲击及噪声。
二、力学性能：1. 转矩传递能力强：棘轮机构传动过程中，棘齿与棘轮的套合方式使得转矩能够得到均匀传递，不易产生滞后现象，因此能够承受较大的转矩，适用于大功率传动；2. 反转性能好：棘轮机构的反转性能好，可实现较高的反转频率和反转精度，因此适用于需要实现频繁反转运动的场合；3. 受力平衡：棘轮机构中齿面受力均匀，平衡性较好，不易引起振动和磨损，具有较长的使用寿命。
三、具体应用：1. 机床：棘轮机构广泛应用于机床的进给机构中，如坐标机床、铣床、镗床、车床等。
由于棘轮机构具备反转性能好、传动效率高等特点，能够实现精密的进给运动。
2. 电动工具：棘轮机构被应用于各类电动工具中，如电钻、电动起子等。
由于棘轮机构结构简单，紧凑，同时具备高扭矩、可靠性好等特点，非常适合于电动工具的传动系统。
3. 机械自动化装置：棘轮机构被广泛应用于各类机械自动化装置中，如自动输送系统、自动包装机、机械手等。
由于棘轮机构具有结构紧凑、精度高、传动可靠等特点，能够满足自动化装置对准确、稳定传动的需求。
4. 纺织机械：棘轮机构也被应用于纺织机械中，用于实现纺织机械的进给运动。
由于纺织机械的工作要求较高，对传动精度要求严格，棘轮机构能够满足这一需求。
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。
棘轮机构在生活中的应用
棘轮机构在生活中的应用你知道棘轮机构吗？哈哈，别担心，不是啥高大上的机械术语，也不是什么天文地理的名词。
它就是一种挺简单但是巧妙的机械装置。
简而言之，棘轮就像是给机器装了一道“反向门”。
什么意思呢？就是它可以让机器往一个方向转，但转了就卡住了，不能倒退。
就像你往前走步，走了以后，想回头再走就不行，得原地站着，除非你推倒一切重来。
说到这，你可能会问，这么一看，棘轮是不是挺“死板”的？哈哈，其实一点也不，它就是靠这个“死板”才让一些机器在特定的情况下能更好地工作。
想象一下，咱们生活中那些用棘轮机构的东西，你可能一点也没察觉到。
你知道的，生活中的那些小巧妙其实常常藏在最不起眼的地方。
比如你用过的电动工具，像电钻、螺丝刀，或者是一些上锁的机械装置。
它们之所以能牢牢固定住不动，通常就有棘轮的功劳。
比如说咱们常见的电动工具，尤其是电钻，想想你每次拧螺丝，是不是都是顺时针旋转？如果没有棘轮，咱们得靠力气一直捏住那个按钮才能让工具持续转动，那可太累了！但棘轮的存在就解决了这个问题。
只要你一按，电钻就开始转动，转到一定角度它就会“卡住”，避免自己反向转回来。
你不用再一直捏着，不仅省了力气，而且还避免了转错方向。
简直是懒人福音嘛！而且你看，这个“小东西”看似不起眼，却能让整个工具工作得更加精细，不至于让你手忙脚乱，搞得一团糟。
再比如说，咱们平时开车时，那些车上的机械装置里也常常有棘轮的影子。
比如车轮的锁止装置，尤其是在停车时，棘轮就能确保车轮在停稳时不会因为斜坡或其他原因滚动。
就算车主没有注意刹车，棘轮也能帮助防止车子意外滑动。
你说这是不是比我们平时小心翼翼停车时多了层“保险”呢？所以说，棘轮不一定就只能用在复杂的大机器里，它其实也是咱们日常生活中的“隐形守护者”，默默地发挥着作用。
再想一想家里常见的东西，那个老式的手表，大家是不是小时候都会看到过？那种带声音的发条表，大家听到“咔嚓”一声的时候，是不是就感觉有点神秘？那就是棘轮的工作原理。
棘轮机构及其应用
棘轮机构及其应用
棘轮机构是一种常见的机械传动装置，它由一组棘轮和一根轴组成。
棘轮是一种圆形的齿轮，齿边上有一些突出的齿，而轴则是一个固定的柱状物体。
当轴旋转时，棘轮会跟随其旋转，但是由于齿轮齿边上的凸起，棘轮只能向一个方向移动一定距离，当轴停止旋转时，棘轮也会停止在那个位置。
棘轮机构的应用非常广泛，它们可以用于机械钟表、车辆发动机、航空航天和工业生产等领域。
以下是一些主要的应用：
1. 机械钟表：棘轮机构常用于机械钟表中的指针传动系统。
当一个摆轮摆动时，它带动一个齿轮组，将旋转运动转换为线性运动，并驱动指针移动，从而显示时间。
2. 车辆发动机：棘轮机构在车辆发动机中也有重要的应用，例如在变速器和减速器中。
它们可以帮助控制车辆的速度和方向，并确保引擎的平稳运转。
3. 航空航天：在航空航天领域，棘轮机构通常用于飞机上的起落架和襟翼等控制系统。
它们可以通过牢固地控制操纵杆，确保飞机在飞行、起降和滑行过程中的精确控制。
4. 工业生产：棘轮机构常用于工业机器人和自动化生产线中。
机器人的动作需要精确的控制和定位，棘轮机构提供了一种可靠的方式来实现这一点。
自动化生产线上的机器人也受益于棘轮机构，可实现高效的生产和准确的组装。
总之，棘轮机构非常重要，广泛应用于各个领域，为许多机械传动装置提供了可靠的解决方案。
棘轮机构的工作原理和应用
棘轮机构的工作原理和应用1. 引言棘轮机构（也称为摆动式棘轮传动装置）是一种常见的机械传动装置，用于将旋转运动转换为周期性的摆动运动。
它由若干个棘齿和棘齿槽组成，通过棘齿之间的相互啮合来传递力和运动。
本文将介绍棘轮机构的工作原理和应用。
2. 工作原理棘轮机构由棘齿和棘齿槽组成，通过它们之间的啮合来实现传递力和运动。
当外部力作用于棘齿时，棘齿将沿着棘齿槽的方向运动，产生摆动运动或转动运动。
棘轮机构主要有以下几种工作原理：2.1 单向运动棘轮机构可以实现单向运动，即只能在一个方向上传递力和运动。
这是因为棘齿和棘齿槽的形状使得它们只能在一个方向上相互啮合。
2.2 双向运动一些特殊设计的棘轮机构可以实现双向运动，即可以在两个方向上传递力和运动。
这通常需要在棘齿和棘齿槽的形状上进行一些特殊设计，以使得它们可以在两个方向上相互啮合。
2.3 正转和反转根据棘齿和棘齿槽的形状，棘轮机构可以实现正转和反转。
在正转时，棘齿按照一定的顺序啮合，从而产生摆动或转动运动。
而在反转时，棘齿按照相反的顺序啮合，从而产生相反方向的摆动或转动运动。
3. 应用领域棘轮机构在各个领域都有广泛的应用，下面列举了一些常见的应用领域：3.1 汽车工业棘轮机构在汽车工业中被广泛应用于发动机的汽缸盖、燃气门和摇臂等部件。
它们能够将发动机的旋转运动转化为摆动运动，实现汽缸盖和燃气门的开闭。
3.2 机械制造在机械制造过程中，棘轮机构常被用于传输和转换力和运动。
例如，在卷筒机、钳工工作台和离合器等机械装置中，棘轮机构能够实现动力传递和运动转换，起到重要的作用。
3.3 时钟和钟表棘轮机构还广泛应用于时钟和钟表中。
它们能够将主发条的旋转运动转变为指针的平滑移动，实现准确的时间显示。
3.4 家用电器在家用电器中，棘轮机构被用于实现轮子的锁定和解锁。
例如，洗衣机中的搅拌装置，它能够在正转和反转之间切换，实现衣物的搅拌和清洁。
3.5 其他领域棘轮机构还应用于一些其他领域，例如玩具、办公设备和医疗器械等。
棘轮机构及其应用
棘轮机构及其应用陈连鹏摘要：通过对棘轮机构的分析，从工作原理上将其分为齿啮合式棘轮机构和摩擦式棘轮机构。
并根据其结构特点，对其进行应用分析。
通过棘轮机构实现间歇送进功能，并由其特点进而实现制动功能，以及通过对棘轮机构的应用，实现“从动”超过“主动”的超越作用等。
关键词：间歇送进；制动；超越引言棘轮机构在机械类产品中应用广泛，占据一定地位。
由于其结构简单，易于制造，运动可靠,传递运动较平稳，无噪音等特点，被广泛应用，因此本文主要围绕棘轮机构的特点及其应用进行讨论。
1.棘轮机构结构特点棘轮是一种间歇运动机构。
当在主动件连续运动时,从动件能够产生周期性的间歇运动。
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。
轮齿式棘轮机构结构简单，易于制造，运动可靠，从动棘轮转角容易实现有级调整，但棘爪在齿面滑过引起噪声与冲击，在高速时尤为严重。
故常于低速、轻载的场合用作间歇运动控制。
摩擦式棘轮机构传递运动较平稳，无噪音，从动件的转角可作无级调整。
但难以避免打滑现象，因而运动准确性较差，不适合用于精确传递运动的场合。
2.棘轮机构的应用范围及应用实例棘轮机构在机械类产品中分布广泛，一些大型的车床，起重机等机械上均有涉及。
它的主要用途有：间歇送进、制动和超越等。
间歇送进：牛头刨床，为了切削工件，刨刀需作连续往复直线运动，工作台作间歇移动。
当曲柄转动时，经连杆带动摇杆作往复摆动；摇杆上装有双向棘轮机构的棘爪，棘轮与丝杠固连，棘爪带动棘轮作单方向间歇转动，从而使螺母（即工作台）作间歇进给运动。
棘轮机构的应用原理
棘轮机构的应用原理1. 棘轮机构的概述棘轮机构是一种常见的传动机构，其原理基于棘轮齿与螺旋副的作用，广泛应用于各种机械设备中。
它具有简单结构、紧凑、传动比稳定等特点，被广泛应用于工业生产和日常生活中的各种场合。
2. 棘轮机构的工作原理棘轮机构的工作原理基于棘轮和螺旋副之间的摩擦作用。
在棘轮机构中，棘轮是一个圆盘状的齿轮，上面有一系列的凸起齿，而螺旋副则是由一个螺纹形状的轴和一个搭配的螺纹套组成。
当螺旋副旋转时，螺纹套会推动棘轮上的齿轮随之旋转。
3. 棘轮机构的应用棘轮机构在各种机械设备中有着广泛的应用，下面列举了一些常见的应用场景：•调节设备：棘轮机构常用于各种调节设备中，如门锁、窗帘调节装置等。
通过调节螺旋副的旋转方向和速度，可以实现对设备的精确控制。
•传输装置：棘轮机构也可以用于传输装置中，如输送带的传送装置或旋转平台的驱动装置。
棘轮机构的特点可以确保传输装置的平稳运转和稳定的传动比。
•手动操作装置：棘轮机构还可以用于手动操作装置中，如手动液压千斤顶等。
通过手动操作棘轮机构，可以实现对装置的控制和调节。
•机械工具：棘轮机构也广泛应用于各种机械工具中，例如扳手、螺丝刀等。
棘轮机构的特性使得工具可以在狭小空间中快速、稳定地进行工作。
4. 棘轮机构的优点棘轮机构具有许多优点，使得它在各种应用场景中得到广泛采用：•紧凑结构：棘轮机构的结构相对简单，占用空间小，能够在狭小的空间中发挥作用。
•传动比稳定：棘轮机构的传动比相对稳定，可以保证传动装置的稳定运行。
•精确控制：通过调节螺旋副的旋转方向和速度，可以实现对装置的精确控制。
•耐久性强：棘轮机构通常由金属材料制成，具有较高的强度和耐久性。
5. 棘轮机构的使用注意事项在使用棘轮机构时，需要注意以下几点：•棘轮机构的摩擦性能会随着使用时间的增加而变差，需要定期进行检查和维护，确保其正常工作。
•在使用过程中，要避免超负荷工作，以免损坏棘轮机构。
•在安装和拆卸棘轮机构时，要谨慎操作，避免损坏机构或受伤。
棘轮机构的分类和应用
棘轮机构的分类和应用棘轮机构是一种常见的传动机构，由于其简单的结构、紧凑的布置、可靠的传动等优点，已被广泛应用于许多机械领域。
棘轮机构的分类和应用如下：1.按照棘轮的形状分类：普通棘轮和锁紧棘轮。
- 普通棘轮：是棘轮机构的基本形式，它由一个棘轮和相应的夹紧机构组成。
普通棘轮主要用于无级调速机构、机械制动装置、减速装置、复位装置等。
- 锁紧棘轮：是一种特殊的棘轮机构，它可以在一定程度上锁紧两个零件，使其达到固定的状态。
锁紧棘轮主要用于死点装置、离合器、制动装置、翻转机构等。
2.按照传动方式分类：双向传动、单向传动、定位传动和角度传动。
- 双向传动：是指棘轮在正转和反转时都能传递扭矩的传动方式，适用于需反转或周期性工作的机构。
- 角度传动：是指通过棘轮将旋转角度按需传递到输出轴的传动方式，适用于需要精确角度转换的机构。
3.按照夹紧结构分类：配合型棘轮、弹簧型棘轮和摩擦型棘轮。
- 配合型棘轮：是指棘轮与传动轴之间的配合形成夹紧结构，适用于高精度传动及高速转动的机构。
1.机械制动装置：棘轮机构常用于机械制动装置中，例如汽车驻车制动器、电动工具的制动器等。
在制动时，通过作用于棘轮的拉力或压力来将棘轮夹紧在传动轴上，使其停止转动，达到制动效果。
2.无级调速机构：棘轮机构可以实现无级调速，例如棘轮式离心式变速机构、棘轮式可变渐进式传动机构等。
这些机构利用棘轮来改变旋转工作的转速，以满足不同工况下的需要。
3.离合器：棘轮机构可以用于制造离合器，例如摩托车的离合器、车辆的离合器等。
通过棘轮的开合状态来控制传动轴与运动轴的连接或者断开，以实现启动、换挡、停止等操作。
4.复位装置：棘轮机构常用于机械装置的复位工作，例如手动复位开关、机械计数器等。
通过棘轮的可以实现将回转角度、尺寸等参数复位到某个固定位置，从而保证机械装置的准确度和稳定性。
总之，棘轮机构是一种常见的传动机构。
不同的棘轮机构适用于不同的工况和工作状态，可以满足机械装置的多种传动需求。
棘轮机构的应用及原理
棘轮机构的应用及原理1. 什么是棘轮机构？棘轮机构是一种常见的机械传动装置，也被称为棘轮齿轮或单向齿轮。
它由两个主要部分组成：一个棘轮和一个棘爪。
棘轮是一个带有一系列尖齿的圆盘，而棘爪则是与棘轮啮合的控制装置。
2. 棘轮机构的工作原理棘轮机构通过棘爪的控制实现单向运动，只允许在一个方向上转动。
当棘爪与棘轮啮合时，它们可以相互施加力矩，使得棘轮可以转动。
然而，当试图在相反方向上转动棘轮时，棘爪会从棘轮上滑动，阻止了反向运动。
3. 棘轮机构的应用领域棘轮机构在各行各业都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：1.汽车工业：棘轮机构常用于驱动汽车的手刹系统。
当手刹拉起时，棘爪与棘轮啮合，阻止车辆滑动。
2.齿轮传动：在机械设备中，棘轮机构用于实现齿轮传动的单向运动。
它们常常用于纺织机械、自行车、手动绞盘等装置中。
3.家具制造：棘轮机构被广泛应用于折叠家具和调节家具高度的装置中。
通过控制棘爪与棘轮的接触，可以实现家具的稳定和调节。
4.制动系统：棘轮机构在制动系统中起到重要的作用。
例如，自行车的脚踏制动器使用棘轮机构来防止脚踏反向旋转。
5.升降机：棘轮机构常用于升降机械装置中，控制升降机的运动方向。
4. 棘轮机构的优点和缺点棘轮机构具有一些明显的优点和缺点，这些可根据应用需求进行考虑：4.1 优点•单向运动：棘轮机构能够实现单向传动，可以防止不必要的反向运动，并保持稳定。
•简单和可靠：棘轮机构的结构相对较简单，并且在适当设计和制造的情况下可靠性高。
•节省空间：由于其紧凑的设计，棘轮机构适合安装在有限空间内。
4.2 缺点•摩擦耗损：由于棘轮机构的工作原理，会产生较大的摩擦，在长时间使用后可能需要更换或维修。
•噪音和振动：棘轮机构在运动中可能会产生噪音和振动，对某些应用而言可能不可接受。
5. 使用注意事项在使用棘轮机构时，有一些注意事项需要考虑：•确保正确安装：正确安装并适当调整棘轮机构以确保其正常工作。
•定期维护：定期检查和维护棘轮机构以确保其正常运行，并在需要时更换磨损的部件。
《棘轮机构》课件
超越式棘轮机构主要由主动件、从动件和棘轮组成，通过主动件和从动件的相互 配合，实现两个方向的运动或动力传递。这种机构具有结构简单、传动平稳、承 载能力较大等优点，但需要精确控制主动件和从动件的配合关系。
单向式棘轮机构
总结词
只能实现单向的运动或动力传递。
详细描述
单向式棘轮机构主要由棘轮和棘爪组成，只能实现单向的运动或动力传递。这种机构具有结构简单、制造方便等 优点，但只能用于单向的传动系统。
02 棘轮机构的基本类型
摩擦式棘轮机构
总结词
通过利用两个接触面之间的摩擦力来传递运动和动力。
详细描述
摩擦式棘轮机构主要由棘轮和棘爪组成，通过棘轮和棘爪之间的摩擦力来传递 运动和动力。这种机构具有结构简单、制造方便、传动平稳等优点，但易磨损， 承载能力较小。
超越式棘轮机构
总结词
能够实现超越功能，使两个方向的运动或动力传递成为可能。
只能实现单向转动，反向时需要依靠其 他机构实现。
特点 结构简单，工作可靠，传动平稳。
工作原理
Байду номын сангаас
01
当主动件顺时针转动时，通过连 杆带动棘爪也顺时针转动，棘爪 在摩擦力的作用下推动棘轮顺时 针转动。
02
当主动件逆时针转动时，棘爪在 摩擦力的作用下会卡住棘轮，使 棘轮静止不动，从而实现了单向 传动的目的。
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精度较低
由于棘轮机构的制造和装配误差等因 素，其传动精度相对较低。
不适合高速运动
由于棘轮机构的运动特性，其不适合 高速运动和重载条件下的应用。
调整困难
对于某些工作需求，可能需要频繁调 整棘轮机构的参数，这可能会增加维 护和调整的难度。
棘轮机构文档
棘轮机构引言棘轮机构是一种常见的机械传动装置，广泛应用于工业和日常生活中。
它由一系列的滑齿与棘齿组成，通过滚动和旋转的运动实现传递力和运动的功能。
棘轮机构多用于实现定向转动、防逆转和传动力矩的需求。
本文将介绍棘轮机构的基本原理、工作方式以及相关应用领域。
基本原理棘轮机构的基本原理是利用滑齿和棘齿的咬合关系，通过不同的轮转方向实现不同的传动效果。
棘轮是一个具有锯齿状或齿轮形状的金属齿片，其一侧为斜面，而另一侧呈凹形或平面。
滑齿则是一个与棘齿咬合的齿轮，它具有与棘齿相适配的形状和方向。
当滑齿沿棘齿的斜面方向滑动时，由于斜面的形状，滑齿会被弹回到原始位置。
然而，当滑齿逆向滑动时，斜面将无法满足同样的弹回作用，因此滑齿会嵌入棘齿的凹槽中，阻止反向运动。
这种咬合关系使棘轮机构非常适合用于防止逆转和提供定向转动的功能。
工作方式棘轮机构通过棘齿和滑齿的相互作用，实现不同的传动效果。
防逆转功能棘轮机构最常见的应用之一是防逆转功能。
当一个轴以某一方向旋转时，滑齿会在棘齿的斜面上滑动，无法改变其旋转方向。
但是，当轴逆向旋转时，棘齿会与滑齿咬合并阻止逆向运动，从而防止机械装置的逆转。
定向转动功能棘轮机构还可以用于实现定向转动功能。
通过在棘齿的斜面上放置一个凸起的球体或圆锥体，可以有效地改变滑齿的运动方向。
当轴旋转时，斜面上的凸起物会引导滑齿沿特定方向滑动。
这种定向转动功能常用于手动工具和机械装置中。
传动力矩功能棘轮机构还可以用于传动力矩。
通过增加滑齿与棘齿的接触面积，可以有效地提高传动力矩的能力。
这在需要输送大量功率的应用中尤为重要。
应用领域棘轮机构在许多领域都有广泛的应用，以下是一些常见的应用领域：汽车工业在汽车工业中，棘轮机构被广泛用于制动系统和变速器。
制动系统中的棘轮机构可以实现防逆转功能，确保车辆不会在停止或倒车时滑动。
而变速器则利用棘轮机构实现不同档位的切换，提供平稳的加速和高速驾驶的功能。
机械工程在机械工程中，棘轮机构常用于制动和离合器系统，以及各种传动装置。
棘轮应用实例
3
2021/10/10
防止机构逆转的停止器 广泛应用于提升机以及运 输机等设备中
物料随畚(ben)斗的反 转被卸到底部，堆满后 卡住畚斗，阻止斗式提 升机启动
由于反转是一个加速的 运动，而后又被突然卡 住，很容易扯掉畚斗， 使皮带损坏，甚至断裂
4
2021/10/10
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间歇式积极卷取机构
2021/10/10
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双棘轮手动绞盘
2021/10/10
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谢谢观赏！
2021/10/10
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棘轮机构的应用实例
2021/10/10
1
1 浇铸自动线步进装置 2 斗式提升机 3 间歇式积极卷取机构 4 双棘轮手动绞盘
2021/10/10
2Hale Waihona Puke • 铸造车间的浇铸自动线步进装置 • 利用棘轮机构的间歇运动特性，实现浇铸(停止)
和输送(运动)两个工作要求
• 棘爪是利用液压缸的活塞杆来推动
2021/10/10
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圖F
• 2) 摩擦式棘輪機構 • 圖G所示為一常用的摩擦式棘 輪機構，其工作原理與齒式棘 輪機構相似，這時扇形塊代替 了棘爪，摩擦輪代替了棘輪。 圖G工作原理如下: 當構件1逆 時針轉動時，滾子2借摩擦力 而楔緊在構件1、3空間的狹 窄部分，使構件3一同回轉; 當構件1順時針轉動時，滾子 松開，構件3靜止不動。利用 這種機構，當構件1以任意速 度往復擺動時，可使套同3獲 得任意大小轉角的單向間隙運 動。這種機構可用作單向離合 器。
• 3. 棘輪機構應用案例分享
a. 間隙送進 牛頭刨床橫向進給機構是由一個 曲柄搖杆機構和一個雙向棘輪機 b. 制動 構組成，完成工作台的橫向間隙 進給。
b. 制動 卷揚機制動機構中轉筒、棘輪和 大皮帶輪（被擋住）為一體，杆 1和杆2調整角度后緊固為一體， 杆2端部與皮帶導板鉸接。當皮 帶突然斷裂時，皮帶導板失去支 撐而下擺，使杆1端齒棘輪嚙合， 阻止卷揚逆轉。起到制動作用。
c. 轉位、分度 手槍盤分度機構中滑塊沿導軌向上運動 時，棘爪1使棘輪轉過一個齒距，并使與 棘輪固接的手槍盤轉動一個角度。此時 擋銷上升使棘爪2在彈簧的作用下進入盤 的槽中，使手槍盤靜止並防止反轉。當 滑塊向下運動時，棘爪1從棘輪齒背上滑 過，在彈簧力的作用下進入齒槽，同時 擋銷克服彈簧力繞軸逆時針旋轉，手槍 盤解脫止動狀態。 d.超越離合 在鑽床中以摩擦式棘輪機構作為 傳動中的超越離合器。實現自動 進給和快慢速進給功能實現。由 主動蝸杆帶動蝸輪，通過外環使 從動輪和軸之間同速轉動，實現 自動進給; 當快速轉動手柄時， 直接通過輪使軸作超越運動，實 現快速進給。
•
可變向棘輪機構常采用梯 形齒或矩形齒。下圖E所 示為一可變向棘輪機構， 棘爪2具有對稱的爪端， 可繞O2轉動，棘輪3采用 梯形齒。在圖示實線位置 時，棘爪推動棘輪作逆時 針方向的間歇運動; 若將 棘爪翻轉到虛線位置，棘 輪則可作順時針方向的間 歇運動。
圖E
• 圖F所示為另一種變向棘輪機構， 它常用以實現工作台的送進運動， 其棘輪3的齒形為矩形，棘爪2具 有單面的直邊工作面。在圖示位 置，棘爪推動棘輪齒槽左側，使 棘輪作逆時針方向間歇運動。若 將棘爪提起繞自身軸線轉動180 度后放下，則棘爪與棘輪齒槽右 側接觸，從而推動棘輪作順時針 方向間歇運動。若將棘爪提起繞 自身軸線轉動180度后放置在殼 體平台上，使棘爪與棘輪脫開， 則棘爪隨主動件擺動時，棘輪靜 止不動。
圖G (單向離合器)
齒式棘輪機構與摩擦式棘輪機構優缺點比較
缺點 優點
齒式棘 輪機構
結構簡單，制造方便， 噪音大，齒尖易磨損，在起點和終 點有剛性沖擊，在運動過程中存在 工作可靠 空程。棘輪轉角只能有級的變化。 運動平穩、噪音小， 可實現棘輪轉角無級 調整。 運動准確性差。
摩擦式 棘輪機 構
• 棘輪機構設計要點 • 棘轮机构的设计主要应考虑：棘轮齿形的选择 、模数齿数的确定 、 齿面倾斜角的确定 、行程和动停比的调节方法 现以齿式棘轮机构为例，说明其设计方法 • 模数、齿数的确定 与齿轮相同，棘轮轮齿的有关尺寸也用模数m作为计算的基本参数， 但棘轮的标准模数要按棘轮的顶圆直径da来计算。 m = da/z 棘轮齿数z一般由棘轮机构的使用条件和运动要求选定。对于一般进 给和分度所用的棘轮机构，可根据所要求的棘轮最小转角来确定棘轮 的齿数（z ≤ 250，一般取z = 8～30），然后选定模数 • 齿面倾斜角的确定 • 棘轮齿面与径向线所夹α称为齿面倾斜角。棘爪轴心 O1 与轮齿顶点 A 的连线 O1A 与过 A 点的齿面法线 nn 的夹角 β 称为棘爪轴心位置 角。 为使棘爪在推动棘轮的过程中始终紧压齿面滑向齿根部，应满足棘 齿对棘爪的法向反作用力 N 对 O1 轴的力矩大于摩擦力 Ff 沿齿面） 对 O1 轴的力矩，即 N· O1Asinβ > Ff· O1Acosβ 则 Ff/N < tanβ 因为 f = tan = Ff/N 所以 tanβ > tan 即 β> 式中 f 和分别为棘爪与棘轮齿面间的摩擦系数 • 和摩擦角，一般 f 取 0.13 ～結構特點，棘輪機構可分為齒 式棘輪機構和摩擦式棘輪機構兩大類型。其工作原理 相似，組成棘輪機構部件的特征不同。下面分別介紹 兩種棘輪機構。
• 1) 齒式棘輪機構 • 齒式棘輪機構有外嚙合和內嚙合(圖B)兩種形 式。當棘輪的直經無窮大時,棘輪變為棘條驅 動棘爪推動棘條作單向間隙移動(圖C)。
棘輪機構的設計及應用
目錄
• 1. 棘輪機構原理介紹 • 2. 棘輪機構設計要點 • 3. 棘輪機構案例分享
一﹑報告目的
• 本部門所開發的自動化設備所用的運動機 構主要是一些連杆機構、帶傳動機構、鏈 傳動機構以及少量的凸輪機構等，棘輪機 構基本沒有運用。本次專題研究報告以棘 輪機構為研究對象。詳細介紹了棘輪機構 動作原理和設計要點并提供了應用棘輪機 構實例。為本部門今后的自動化設備開發 棘輪機構運用提供參考。
圖B
圖C
• 根據棘輪運動方式不同，齒式 棘輪機構又分為以下三鍾機構：
– 單動式棘輪機構
• 其特點是主動杆往復擺動一次， 只能在一個方向推動棘輪沿同 一方向間隙轉動一次。圖A所 示為單動式棘輪機構。
– 雙動式棘輪機構
• 其特點是主動杆往復擺動一次， 能推動棘輪作單向間隙轉動兩 次。圖D所示
圖D
–
可變向棘輪機構
二﹑報告內容
• 棘輪機構動作原理介紹
為了實現分度轉位、送進輸出、制動超越等運動，常 需要采用將主動件的連續運動變換成從動件周期性動、 停式運動的間隙運動機構叫棘輪機構。
• 下圖(圖A)所示為一典型的棘輪機構。主動 擺杆空套在與棘輪固聯的轉軸O1上，且繞 O1往復擺動; 棘爪與主動擺杆用轉動幅O2 相連; 彈簧能使止回棘爪和棘輪保持接觸。 當主動擺杆逆時針擺動時，驅動棘爪便插 入棘輪的齒槽中，推動齒輪轉過一定的角 度，此時止回棘爪在棘輪齒背滑過; 當主動 擺杆順時針方向回轉時，止回棘爪阻止齒 輪順時針方向回轉，而驅動棘爪在靜止的 棘輪齒背滑過。這樣，當主動擺杆連續往 復擺動時，棘輪便得到單向的間隙運動。