机械设计基础任务3 认识棘轮机构
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。
(完整版)棘轮机构
间歇运动机构——-棘轮机构
教学目标：
1．了解棘轮机构的组成及类型。
2．了解棘轮机构的特点及应用。
教学重点：棘轮的组成。
教学难点：棘轮机构的应用。
教学方法：讲解法、讨论法。
教学过程：
复习提问：铰链四杆机构由哪几部分组成?有何运动特点？
在生产中，动力机一般都是输出连续运动的，而有些机器的工作部分却需要作周期性的时动时停的间歇运动。
能将主动件的连续运动转换成从动件周期性间歇运动的机构称为间歇运动机构。
棘轮机构、槽轮机构是两种应用广泛的间歇运动机构。
引入新课：
一、棘轮机构与运动特点
1. 棘轮机构的组成：棘爪、棘轮、机架等三构件。
2.运动特点
（1）主动轮作连续的匀速转动，转化成间歇的断续的运动。
转角准确、有级调节，棘轮的转角比较小，一般不大于45°。
摩擦式可无级调节转角，运动平稳。
外接式，尺寸大；内接式，结构紧凑。
（2）噪音、冲击、磨损铰大。
不适用于高速。
（3）可用改变摇杆摆角或在棘轮上加遮板调节转角。
齿啮式棘轮机构转角的调节
（4）双向式棘爪调节棘轮转向。
双向式棘轮机构
二、主要参数
1.棘轮齿数 z
2.棘轮齿距 P
3.棘轮模数 m
4.棘轮齿面倾角φ
三、棘轮机构的应用
练习：棘轮机构有何特点？应用于什么场合？
小结
布置作业：1.复习课本P 133----P 136
浇注输送装置中的棘轮机构 起重设备中的棘轮机构。
棘轮机构——精选推荐
棘轮机构棘轮机构 将主动件的均匀转动转换为时转时停的周期性运动机构，称为间歇运动机构，例如⽜头刨床⼯作台的横向进给运动，电影放映机的送⽚运动等都⽤有间歇运动机构。
下⾯是⼩编整理的棘轮机构的内容，⼀起来看看吧。
棘轮机构（ratchet and pawl），由棘轮和棘⽖组成的⼀种单向间歇运动机构。
棘轮机构常⽤在各种机床和⾃动机中间歇进给或回转⼯作台的转位上，也常⽤在千⽄顶上。
在⾃⾏车中棘轮机构⽤于单向驱动，在⼿动绞车中棘轮机构常⽤以防⽌逆转。
棘轮机构⼯作时常伴有噪声和振动，因此它的⼯作频率不能过⾼。
中⽂名 棘轮机构 外⽂名 ratchet and pawl 类型 单向间歇运动机构 组成 棘轮和棘⽖ 简介 棘轮机构将连续转动或往复运动转换成单向步进运动。
棘轮机构⽰意图棘轮轮齿通常⽤单向齿，棘⽖铰接于摇杆上，当摇杆逆时针⽅向摆动时，驱动棘⽖便插⼊棘轮齿以推动棘轮同向转动；当摇杆顺时针⽅向摆动时，棘⽖在棘轮上滑过，棘轮停⽌转动。
为了确保棘轮不反转，常在固定构件上加装⽌逆棘⽖。
摇杆的往复摆动可由曲柄摇杆机构、齿轮机构和摆动油缸等实现，在传递很⼩动⼒时，也有⽤电磁铁直接驱动棘⽖的。
棘轮每次转过的⾓度称为动程。
动程的⼤⼩可利⽤改变驱动机构的结构参数或遮齿罩的位置等⽅法调节，也可以在运转过程中加以调节。
如果希望调节的精度⾼于⼀个棘齿所对应的⾓度，可应⽤多棘⽖棘轮机构。
⼯作原理 棘轮机构的`基本模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。
当主动件逆时针⽅向摆动时，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。
当主动件顺时针⽅向转动时，⽌回棘⽖阻⽌棘轮发⽣顺时针⽅向转动，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。
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
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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
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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。
《机械设计基础》作业3
机械设计基础作业3５轮系思考题5—1 定轴轮系与周转轮系得主要区别就是什么？行星轮系与差动轮系有何区别?５－2 定轴轮系中传动比大小与转向得关系？5－３什么就是惰轮？它有何用途?5－4 什么就是转化轮系?如何通过转化轮系计算出周转轮系得传动比?5-５如何区别转化轮系得转向与周转轮系得实际转向？5—6 怎样求混合轮系得传动比?分解混合轮系得关键就是什么?如何划分？5－７观察日常生活周围得机器，各举出一个定轴轮系与周转轮系,并计算出传动比与转向。
习题5—１在图示得轮系中，已知z1=15，z２＝23,z２'=15,z3＝31，ｚ３’=15，z4=33,z4'=２（右旋）,z5=60,ｚ５’=20，（m =4 ｍm），若n1 ＝500r/min,求齿条6线速度u得大小与方向.题图5-15-2 在图示齿轮系中，已知z1=ｚ2＝19,z3'=２6，z4=30,z４’=20，z5=7８,齿轮１与齿轮3同轴线,求齿轮3得齿数及传动比i15。
题图5-35—3 在图示得钟表传动示意图中,E 为擒纵轮，N 为发条盘,S ，M 及H 分别为秒针，分针与时针。
设ｚ1=７２,z ２=１２，ｚ3=64,z 4=8，ｚ5=６0,ｚ６=8,z 7=60,z 8=6,ｚ9=8,ｚ10＝24，z 11=6，z 1２=24,求秒针与分针得传动比i ＳM 及分针与时针得传动比i ＭＨ。
5-4 图示车床变速箱中,移动三联齿轮a 可使齿轮3’与４’啮合，又移动双联齿轮ｂ，可使齿轮５’与6’啮合。
已知各轮得齿数为z 1=4２，z 2=５8,ｚ3'=38，ｚ4’=4２，z 5’=50，z 6’=48,电动机转速为１450r ／m ｉn 。
试求此种情况下输出轴转速得大小与方向.5-5 在图示得行星减速装置中,已知z １=z 2＝１7,z 3=15。
当手柄转过９0°时转盘H 转过多少度?题图5-5题图5-75－６ 在图示得差动齿轮系中,已知各轮齿数ｚ１=1５,z 2＝25,z ２’=2０，ｚ3=6０。
机械基础-棘轮结构、槽轮机构(课堂PPT)
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1 3
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图 2- 1 外啮合槽轮机构
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图 2- 2双圆销外啮合槽轮机构
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2. 槽轮机构的基本形式 槽轮机构有两种基本形式, 一是外
啮合槽轮机构, 如图2 - 2所示, 其拨盘1与 槽轮2转向相反；
1 2
图 2-2
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二是内啮合槽轮机构, 如图2 - 3所示, 其拨盘1与槽轮2 转向相同。 一般常用外啮合槽轮机构。
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图1- 8所示为防止机构逆转的停止器。 这 种棘轮停止器广泛应用于卷扬机、 提升机以及 运输机等设备中。
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图 1 - 8 提升机棘轮停止器
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图 1 - 8 提升机棘轮停止器模型
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图1 - 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。
间歇运动机构
槽轮机构
棘轮机构
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1
概述：
在机器工作时，当主动件作连续运 动时，常需要从动件产生周期性的运动 和停歇，实现这种运动的机构，称为间 歇运动机构。最常见的间歇运动机构有 棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构 和凸轮式间歇机构等，它们广泛用于自 动机床的进给机构、送料机构、刀架的 转位机构、精纺机的成形机构等。
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图 1- 1 棘轮机构的工作原理
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图 1 - 1 棘轮机构的模型
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如果要求摇杆往复摆动时都能使棘轮向同一方向转动, 则可采用图1 - 2所示的双动式棘轮机构。 驱动棘爪可制 成钩头(见图1- 2(a))或直头(见图1 - 2(b))。
棘轮机构原理
棘轮机构原理棘轮机构是一种常见的传动机构，它通过棘轮和棘爪的相互作用，实现了单向传动和防倒转的功能。
在工程领域中，棘轮机构被广泛应用于各种机械设备中，如汽车变速箱、自行车后轮刹车等。
本文将介绍棘轮机构的原理及其工作过程。
棘轮机构由棘轮和棘爪两部分组成。
棘轮是一个带有凸起的齿轮，而棘爪则是一个带有凹槽的机构。
当棘轮转动时，凸起的齿轮会与棘爪的凹槽相互作用，使得棘轮可以顺利地传递动力。
但是，当棘轮试图逆向转动时，凸起的齿轮会卡在棘爪的凹槽中，从而阻止了逆向转动，实现了单向传动的功能。
棘轮机构的原理可以用一个简单的比喻来理解。
想象一下，棘轮就像是一个门锁，而棘爪就像是门框上的锁孔。
当门锁旋转时，门锁的凸起会顺利地插入门框的锁孔中，从而实现了门的关闭。
但是，如果试图逆向旋转门锁，凸起就会卡在锁孔中，阻止了门的逆向打开。
这个比喻形象地说明了棘轮机构的工作原理。
棘轮机构的工作过程可以分为两个阶段，正向传动和防倒转。
在正向传动阶段，棘轮顺时针旋转，凸起的齿轮与棘爪的凹槽相互作用，实现了动力的传递。
而在防倒转阶段，当棘轮试图逆向旋转时，凸起的齿轮会卡在棘爪的凹槽中，阻止了逆向转动，从而实现了防倒转的功能。
除了单向传动和防倒转的功能外，棘轮机构还具有结构简单、使用方便、成本低廉等优点。
因此，在各种机械设备中，棘轮机构被广泛应用。
例如，在汽车变速箱中，棘轮机构可以实现不同齿轮之间的切换，从而实现车辆的加速和减速。
在自行车后轮刹车中，棘轮机构可以防止车轮逆向转动，保证了骑行的安全。
总之，棘轮机构是一种常见的传动机构，它通过棘轮和棘爪的相互作用，实现了单向传动和防倒转的功能。
其工作原理简单清晰，结构紧凑，使用方便，因此在各种机械设备中得到了广泛的应用。
希望本文能够帮助读者更好地理解棘轮机构的原理及其工作过程。
机械基础课件-棘轮结构、槽轮机构
棘轮结构的应用
汽车摩擦片离合器
棘轮结构使离合器能够顺畅地连接和断开发动 机和变速器。
手动千斤顶
棘轮结构使千斤顶能够轻松地提升重物并保持 在所需的位置。
槽轮机构基本构造
槽轮
槽轮是具有凹槽的轮子，可用于控制运动和传递力 量。
销钉和弹簧
销钉与槽轮的凹槽和弹簧结合，形成槽轮机构的运 动部件。
槽轮机构的工作方式
ห้องสมุดไป่ตู้
1
销钉被抬起
2
槽轮的凹槽与销钉相互作用，将销钉抬
起。
3
槽轮旋转
槽轮通过外部输入的转动力矩开始旋转。
槽轮推动任务
当销钉被抬起时，槽轮会将任务推向下 一个位置。
槽轮机构的优势与劣势
1 优势：简单且可靠
槽轮机构具有简单的设计和可靠的操作，适用于许多机械系统。
2 劣势：限制运动方向
槽轮机构在通过凸轮调整角度时受到限制，只能在特定方向上进行运动。
两种机构的比较与对比
特点 原理 运动方式
棘轮结构 棘轮与棘爪咬合 限制在特定角度
槽轮机构 槽轮与销钉相互作用 在槽轮内自由滑动
结论与总结
棘轮结构和槽轮机构都是机械系统中重要的组成部分。它们在许多领域的应用非常广泛，从汽车工业到工业机 械。
机械基础课件-棘轮结构、 槽轮机构
欢迎来到机械基础课件的世界！在本次课程中，我们将深入探讨机械结构中 的两个重要方面：棘轮结构和槽轮机构。准备好了吗？让我们开始吧！
棘轮结构基本原理
棘轮结构是通过棘轮与棘爪的咬合来实现旋转或阻止运动的机械装置。它的 基本原理是将棘轮的角度和几何形状与棘爪的位置和数量相匹配。
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。
棘轮机构的工作原理
棘轮机构的工作原理
1 棘轮机构
棘轮机构是一种非常常用的减速机构，它由型号不同的棘轮、行
星轮和块轮组成，能把动力从低转矩、高速度转换为高转矩、低速度。
棘轮机构由轮身、轴和枷锁组成，广泛应用于矿山、冶金、化工、轻
机械、拖拉机等领域。
2 工作原理
棘轮机构是一种典型的三级齿轮传动系统，分为定长轴式和可调
节轴式两种形式。
它是由具有不同直径的棘轮、行星轮和块轮组成。
正常工作时，上端的棘轮（也称定子）固定在轮身上，下端的轴（也
称定轴）固定在转子上。
行星轮由外径小于棘轮的轮圈和轴组成。
它
有一个主棘轮和多个行星轮，行星轮转动在棘轮上形成一个轮圈。
最后，转子上装有一个块轮，它的外径大于棘轮的轮圈。
动力的传递原
理很简单，就是利用主轴上的棘轮，把动力传递给行星轮，再利用块
轮和行星轮之间的摩擦力把动力传至转子上，最终发挥减速和调速作用。
3 优点
棘轮机构有很多优点：首先，这种减速机构重量轻，体积小，能
在小空间把动力传输效率高；其次，几乎无论棘轮机构是应用在何种
材料上，它都有良好的精度和准确性；最后，棘轮机构有完善的油膜
保养系统，能提供很长的使用寿命。
4 缺点
棘轮机构也有一些缺点：首先，这种减速机构效率低，消耗较多
的能量；其次，安装和调试较为复杂；最后，棘轮机构不能使用高温
润滑油，降低其使用温度。
5 结论
棘轮机构是广泛应用的减速装置，它具有较低的成本、重量较轻、体积小、低摩擦力和高稳定性等优点。
但也有效率低、较为复杂的安
装和调试以及无法使用高温润滑油等缺点。
机械设计基础课件05-01棘轮机构
间歇运动机构
5.1 棘轮机构
5.1 棘轮机构
齿式棘轮机构的基本类型：直动棘轮机构(双动)
间歇运动机构
5.1 棘轮机构
5.1 棘轮机构
棘轮机构转角的调整方法：改变主动摇杆的长度
间歇运动机构
5.1 棘轮机构
5.1 棘轮机构
棘轮机构转角的调整方法：遮板
间歇运动机构
5.1 棘轮机构
5.1 棘轮机构
棘轮机构转角的调整方法：遮板
齿式棘轮机构的应用：印刷机械上的水辊
间歇运动机构
观察结构
5.1 棘轮机构
5.1 棘轮机构
齿式棘轮机构的应用：棘轮扳手
间歇运动机构
观察结构
Байду номын сангаас
5.1 棘轮机构
5.1 棘轮机构
齿式棘轮机构的基本类型：摩擦式棘轮机构
间歇运动机构
观察结构
5.1 棘轮机构
5.1 棘轮机构
齿式棘轮机构的基本类型：直动棘轮机构(单动)
间歇运动机构
观察结构
5.1 棘轮机构
间歇运动机构
棘轮机构组成：棘轮机构主要由棘轮1、棘爪2、摇杆3、止回棘爪4和机架组成。弹簧5用来使 止回棘爪4与棘轮保持接触。
5.1 棘轮机构
间歇运动机构
棘轮机构工作原理：棘轮装在轴上，用键与轴联接在一起。棘爪2铰接于摇杆3上，摇杆3可绕 棘轮轴摆动。当摇杆3顺时针方向摆动时，棘爪在棘轮齿顶滑过，棘轮静止不动；当摇杆3逆时
间歇运动机构
观察结构
5.1 棘轮机构
5.1 棘轮机构
齿式棘轮机构的应用：自行车后轮轴
间歇运动机构
5.1 棘轮机构
5.1 棘轮机构
齿式棘轮机构的应用：牛头刨床横向进给机构
《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。
机械基础棘轮结构槽轮机构(课堂PPT)
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图 2- 4 卷片槽轮机构
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图 2- 4 卷片槽轮机构模型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
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图 1- 1 棘轮机构的工作原理
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图 1 - 1 棘轮机构的模型
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如果要求摇杆往复摆动时都能使棘轮向同一方向转动, 则可采用图1 - 2所示的双动式棘轮机构。 驱动棘爪可制 成钩头(见图1- 2(a))或直头(见图1 - 2(b))。
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图 1 - 2 双动式棘轮机构
(a) 钩头双动式棘爪; (b) 直头双动式棘爪
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图1- 5(a）双向棘轮机构模型
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图1 - 5(a）可变向棘轮机构模型
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2、棘轮转角的调节
上述各种棘轮机构, 在原动件摇杆摆角一定的条 件下, 棘轮每次的转角是不变的。 若要调节棘轮的转 角, 则可改变摇杆的摆动角或改变拨过棘轮齿数的多 少。 如图2 - 6所示, 在棘轮上加一遮板, 变更遮板的 位置, 即可使棘爪行程的一部分在遮板上滑过, 不与棘 轮的齿接触, 从而改变棘轮转角的大小。
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图 1- 9 自行车后轴上的棘轮机构
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图 1- 9 自行车后轴上的棘轮机构模型
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二、 槽轮机构
1、 概述 （1）槽轮机构的工作原理 槽轮机构如图2 - 1所示, 由带圆(柱)销A的
主动拨盘1、 具有径向槽的从动槽轮2和机架组成。 拨盘作匀速转动时, 驱动槽轮作时转、 时停的单向 间歇运动。
棘轮机构——精选推荐
第二节 棘轮机构一、棘轮机构的工作原理和类型1、棘轮机构的组成及工作原理机构组成：它主要有摇杆、棘爪、棘轮、制动爪和机架组成。
弹簧使制动爪和棘轮保持接触。
工作过程：摇杆逆时针摆动——棘爪插入齿槽——棘轮转过角度——制动爪划过齿背，摇杆顺时针摆动——棘爪划过脊背——制动爪组织棘轮作顺时针转动——棘轮静止不动，此当摇杆作连续的往复摆动时，棘轮将作单向间歇转动。
2、棘轮机构的类型分类：齿式棘轮机构、摩擦式棘轮机构齿式棘轮机构：内啮合、外啮合锯齿型、矩形齿。
二、棘轮转角大小的调节方法1、改变曲柄长度：改变曲柄长度，可改变摇杆的最大摆角的大小、从而调节棘轮转角。
2、用覆盖罩调节转角：在摇杆摆角ψ不变的前提下，转动覆盖罩遮挡部分棘轮，可调节棘轮转角的大小。
3、用双动棘爪调节机构转角。
三、齿式棘轮机构的特点及应用优点：结构简单，制造方便，工作可靠，棘轮每次转动的转角等于棘轮齿矩角的整数倍，广泛用于各类机械中。
缺点：工作时冲击较大，棘爪在齿背上滑国时会发出噪声。
适用与低速、轻载和棘轮转角不大的场合。
1、间歇进给式输送：牛头刨床进给机构，浇铸式流水进给装置。
2、超越运动与超越离合器：自行车飞轮。
四、摩擦式棘轮机构摩擦式棘轮机构是依靠主动棘爪与无齿棘轮之间的摩擦力来推动棘轮转动的，所以摩擦力要足够大。
第三节 槽轮机构一、槽轮机构的组成和工作原理分类：外槽轮机构、内槽轮机构。
组成：主动拨盘、从动槽轮和机架。
工作原理：拨盘以等角速度叫作连续回转，槽轮作间歇运动。
当拨盘上的圆柱销没有进入槽轮的径向槽时，槽轮的内凹锁止弧面被拔盘上的外凸锁止弧面卡住，槽轮静止不动。
当圆柱销进入槽轮的径向槽时，锁止弧面被松开，则圆柱销驱动槽轮转动。
当拨盘上的圆柱销离开径向槽时，下—个锁止弧面又被卡住，槽轮又静止不动。
内啮合棘轮机构 外啮合棘轮机构空间棘轮机构由此将主动件的连续转动转换为从动槽轮的间歇转动。
槽轮每一次转动转过的角度为Z /22πψ=（Z 为曹数）；而主动拨盘转动一周，槽轮转动的次数取决于主动销数k 。
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，它通过棘轮和棘轮轴来实现传动功能。
在工程和机械领域中，棘轮机构被广泛应用于各种机械设备中，如汽车变速箱、自行车后轮刹车等。
下面我们来详细了解一下棘轮机构的工作原理。
首先，我们来介绍一下棘轮机构的基本构造。
棘轮机构主要由两部分组成，棘轮和棘轮轴。
棘轮是一个带有凸起的圆盘，通常由金属制成，凸起的部分称为棘齿。
棘轮轴则是一个轴，上面有一定数量的齿槽，用来容纳棘轮的棘齿。
当棘轮和棘轮轴配合在一起时，就形成了棘轮机构。
接下来，我们来了解一下棘轮机构的工作原理。
当棘轮轴受到外力作用而旋转时，棘轮上的棘齿会与棘轮轴上的齿槽相互咬合，从而使得棘轮也跟随着棘轮轴一起旋转。
而当外力停止作用时，棘轮上的棘齿会咬合在齿槽中，使得棘轮无法再继续旋转，从而实现了传动的目的。
这种工作原理使得棘轮机构具有了单向传动的特性，即只能在一个方向上传动，而在另一个方向上则无法传动。
此外，棘轮机构还具有一定的防倒转功能。
在传动过程中，如果外力突然停止或者方向发生改变，棘轮上的棘齿会立即咬合在齿槽中，阻止棘轮的反向旋转，从而保证了传动的稳定性和可靠性。
总的来说，棘轮机构通过棘轮和棘轮轴的配合，实现了单向传动和防倒转的功能。
它在各种机械设备中发挥着重要作用，为机械传动提供了稳定可靠的保障。
通过本文的介绍，相信大家对棘轮机构的工作原理有了更深入的了解。
在实际应用中，我们需要根据具体的传动需求选择合适的棘轮机构，并且在使用过程中要注意保养和维护，以确保其正常工作和使用寿命。
希望本文能够对大家有所帮助，谢谢阅读！。
一文搞明白机械原理之棘轮机构
一文搞明白机械原理之棘轮机构棘轮机构这个名字，有不少机械爱好者都表示很陌生，然而耳生不代表没接触过哟~~虽然大家很少留意到它们，但在生活中棘轮装置几乎是无处不在的。
棘轮机构是由看着很像齿轮的棘轮（ratchet）和棘爪（pawl）组成的一种单向间歇运动机构，它的作用是将连续转动或往复运动转换成单向步进运动。
机械专业的描述是：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。
常用的外啮合式棘轮机构，由主动摆杆，棘爪，棘轮、止回棘爪和机架组成（前面介绍的手动绞盘基本上就是一个棘轮机构的实物模型）。
常用于各种机床和自动机的中间歇进给或回转工作台的转位上，也常用在千斤顶上，在自行车中棘轮机构用于单向驱动，在手动绞车中棘轮机构常用以防止逆转。
其实它的应用非常广泛。
↓↓间歇运动↓↓↓↓单向运动：朝一个方向可以正常转动，反向则会一卡一卡↓↓↓↓单爪棘轮：摇臂逆时针旋转时，起动爪即跟其摆动而推动棘轮，沿逆时针转一角度，摇臂回摆时，棘轮则静止不动。
缺点為摇臂回摆时无作用，浪费时间。
摇臂回摆时，可能会带动棘轮向后运行，故需另家一止动爪子。
↓↓多爪棘轮：将原单爪棘轮的一个行程两个或三个行程。
可使传动之效果更为细密。
↓↓双动棘轮(Double Acting Ratchet Wheel)：双动棘轮係由二驱动爪交替间歇推动棘轮，不管摇桿左右摆动，都可以使棘轮往一定方向旋转，没有单爪棘轮之无效时间，故可產生近似连续之旋转输出运动。
较单爪棘轮、双爪棘轮节省时间。
↓↓可逆棘轮（Reversible Pawl，又称回动棘轮）：棘轮可视需要作正、反两方向之旋转。
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图1-53
棘轮扳手
反思：
1. 在驻车制动装置里有棘轮机构、凸轮机构的具体应用，请结合任务1、2的相 关内容，思考二者如何配合达到驻车目的？
能描述棘轮机构的组成。 能识别棘轮机构的类型。 能描述棘轮机构在汽车驻车制动装置的作用。 能描述棘轮机构在汽车起动机的作用。 制动系统中凸轮的作用。
任务实施
1. 棘轮机构的组成及工作原理
机器工作过程中，当主动件作连续运动时，常需要从动件产生周期 性的运动和停歇，实现这种运动的机构，称为间歇运动机构。棘轮机构 是一种常用的间歇机构，由棘轮、棘爪及机架等组成，其工作原理见图 1-42。棘轮与轴用键连接, 弹簧用来使止回棘爪和棘轮保持接触，主动 棘爪与主动摆杆组成回转副。当主动摆杆逆时针摆动时，主动棘爪便插 入棘轮的齿槽中，推动棘轮转过一定角度，而止回棘爪则在棘轮的齿上 滑过；当主动摆杆顺时针摆动时，主动棘爪在棘轮的齿上滑过，而止回 棘爪将阻止棘轮作顺时针转动，故棘轮静止不动。 因此, 主动摆杆作连 续的往复摆动时，棘轮作单向间歇转动。
机构；自动货车翻斗机构属于
任务拓展
1.超越离合器
图1-52所示为自行车后轮飞轮中的内啮合单向驱动齿轮机构。链轮与有内齿的棘轮为同 一构件，逆时针蹬动脚踏，链条带动链轮转动时，通过棘爪带动与其固定的轮毂驱动后轮旋。 但当脚不蹬踏时，链轮不转，轮毂由于惯性仍按原来的转向飞快的转动，此时棘爪便在棘背上 滑动，轮毂与链轮脱开，各自以不同的速度运动，这种从动件超越主动件转动的特性称为超越。 利用超越性设计的超越离合器已在汽车上得到广泛的应用，汽车起动机（马达）起动齿的单向 离合器就是超越离合器。（链接： /link?url=x6KEUjLYCLM9oAGJc4i6WYnZ4xsi4dMJ8kBuefK4Edq iEtkTV1G5E4plJN9-VtQuNE9CuO5matj0_Ef4BkP5z0ANUaQgoj5dkTSJ44NX_mq）
任务检测
4.认识单向离合器
起动机的单向离合器只传递 到 飞轮带动起动机电机超速旋转而损坏。
的转矩，以免发动机起动后，
任务检测
3．滑块四杆机构在汽车上的应用
将铰链四杆机构通过改变运动副的形状、改变机架等可以得到不同形式 的四杆机构，如曲柄滑块机构、 、 和定块机构。
汽车发动机中活塞连杆机构属于 机构。
图1-52
自行车飞轮内的超越离合器
任务拓展
2.棘轮扳手
棘 轮 扳 手 （ 图 1-53 ） ， 是 利 用 棘轮机构原理制造的快速扳手。例如： 棘轮梅花扳手，棘轮六角扳手。当螺 钉或螺母的尺寸较大或扳手的工作位 置很狭窄，就可用棘轮扳手。这种扳 手摆动的角度很小，能拧紧和松开螺 钉或螺母。棘轮扳手具有操作简单、 使用方便的优点。
图1-42
棘轮机构的组成
任务实施
2. 棘轮机构的基本类型
1）棘轮机构按工作原理可分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构：
齿式棘轮机构（图1-43）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（图1-44）可实现有级调节，无噪声，有打滑。 广泛应用于自动机械、仪表和自动控制系统中。
图1-43
齿式棘轮机构
图1-44
摩擦式棘轮机构
任务实施
2. 棘轮机构的基本类型
2）棘轮机构按啮合部分可分为外啮合（图1-45）和内啮合 （图1-46）：
图1-45 外啮合棘轮机构
图1-46 内啮合棘轮机构
任务实施
2. 棘轮机构的基本类型
3）棘轮机构按驱动方向可分为单向驱动和双向驱动棘轮机构：
单向驱动棘轮机构的棘轮多为锯齿形，双向驱动棘轮机构的棘轮多为矩形。 图1-47是控制牛头刨床工作台进退的棘轮机构，属于双向棘轮机构。棘轮齿 为矩形齿，，棘轮可双向间歇转动，从而实现工作台的往复移动。需变向时， 只要提起棘爪，并将棘爪转动180 °后再放下就可以了。
图1-48
棘轮机构在驻车装置上的应用
任务实施
3. 棘轮机构在汽车上的应用
2）单向离合器
单向离合器（图1-49）是一种摩擦式棘轮机构，应用在汽车发动机和自动 变速器中。图1-49为汽车滚柱式单向离合器，在起动机工作过程中，接通开关 电枢轴顺时针旋转，滚柱滚入窄端，驱动齿轮与飞轮啮合，起动机的动力通过 飞轮传递给曲轴，从而带动发动机旋转达到发动机有效起动。起动完毕，发动 机开始工作时，当飞轮转动速度超越驱动小齿轮线速度时，飞轮便带动驱动小 齿旋转，此时滚柱被推到契形槽宽端，齿轮与外齿圈打滑退出齿轮啮合状态， 即电枢轴不会跟着飞轮高速旋转，从而起到了保护起动机（马达）的作用。
图1-27
双向棘轮机构
任务实施
3. 棘轮机构在汽车上的应用
1）齿式棘轮机构在驻车装置上的应用
汽车驻车制动装置（手刹）的手柄，利用棘轮机构完成驻车制动自动锁止 任务，如图1-48所示，该棘轮机构的棘轮固定不动，主要起锁止作用。当车停 稳后，驾驶员将手刹（驻车制动）手柄向后拉紧，此时会发出“哒、哒、哒” 的响声，这是棘爪发出的，告诉驾驶员驻车制动已经开始生效了，可以下车进 行相应的工作了。如果没有发出响声证明驻车制动没有生效，要进行检修或调 整了。
图1-49
汽车滚柱式单向离合器
任务检测
1. 认识棘轮机构
请在图1-50中标出棘轮、棘爪和止回棘爪。
图1-50
Байду номын сангаас
棘轮机构组成
任务检测
2. 识别棘轮机构的类型
请标出图1-51中棘轮机构的类型。
图1-51
棘轮机构的类型
任务检测
3.认识手刹
手刹是一种驻车制动装置，是利用棘轮机构完成驻车制动自动锁止任务， 该棘轮机构的棘轮 ，主要起锁止作用。当手柄时，棘爪发出“哒、哒、 哒”的响声，驻车制动开始生效；松开手刹汽车行驶，只需要按下即可。
项目1 常用机构
任务3 认识棘轮机构
任务描述
任务目标
任务实施
任务检测
任务拓展
任务描述
本任务主要讲述棘轮机构的组成、类型和工 作原理。通过对棘轮机构的分析，理解汽车驻车 制动器的工作原理，以及棘轮机构在汽车起动机 中的应用。
关键点： 棘轮机构的组成和类型，棘轮机构在汽车上的应用。
任务目标
完成本任务的学习后，你应：