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
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。
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。
机械原理-其他常用机构棘轮机构
§7-1 棘 轮 机 构
一、棘轮机构的基本结构和工作原理
主动摆杆
棘轮不动 棘 轮 运 动
驱动棘爪
棘轮
止动棘爪
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
单动式棘轮机构
轮 棘 单向式棘轮机构
齿轮 棘 式机
双动式棘轮机构
轮
构 双向式棘轮机构
机
构
摩 棘 偏心楔块式棘轮机构
擦轮
式机
为：
t2
k
'
1
t2 k '
t1
2
' 221
2 122,
2 2
2
z
z ——槽轮径向槽数
k( 2 )
z
2
k z2
2z
要使槽轮有停歇，其运动时
间 t2< t1，即：
1
k 2z z 2
由于当 z 3 时必然有：
1 2 z 2 z2
故内槽轮机构拨盘上的圆
柱销只能有一个
2、槽轮机构的角速度和角加速度 槽轮的转角2 和拨盘的转角1 关系为：
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
3
1
3
2
多爪棘轮机构
3、棘轮机构的可靠工作条件
（1）棘爪的可靠啮合条件
欲使棘爪顺利的滑入
构 滚子楔紧式棘轮机构
单动式棘轮机构
外 啮 式
内 啮 式
双动式棘轮机构
棘轮机构的工作原理简述
棘轮机构的工作原理简述
棘轮机构是一种能够实现单向传动的机械装置，它能够将一个方向的旋转运动转换为另一个方向的旋转运动。
它由棘轮、动力传动轴、驱动轴、外壳等部件组成。
棘轮是这个机构的核心部件，它通常呈圆盘状，表面上有一圈或多圈的齿（棘），棘轮的齿与其它相关部件联接在一起，通过齿的摩擦来实现传动。
棘轮机构的工作原理是利用棘轮的齿和其它部件之间的摩擦力，实现单向传动。
当棘轮受到外力或扭矩时，其齿会与相邻部件的摩擦力足够大而使得棘轮带动相邻部件一起旋转，从而实现了单向传动。
而反向传动时，由于压力的方向改变或松弛，摩擦力不再足够大，棘轮的齿就会脱离相邻部件，导致失去了传动能力，保证了只有单向传动的效果。
棘轮机构的工作过程可以分为三个阶段：拨动、驱动和拨动复位。
在拨动阶段，棘轮的齿与相邻部件之间的摩擦开始增加，直到达到一定的阈值，棘轮就开始带动相邻部件一起进行旋转，这个过程就是传动过程。
在驱动阶段，棘轮已经带动了相邻部件，实现了传动，从而完成了预定的工作。
在拨动复位阶段，外力或扭矩改变了方向，摩擦力减小，棘轮的齿就会脱离相邻部件，使得传动中断，棘轮回到初始位置，等待下一次传动。
棘轮机构的工作原理可以应用于各种领域，如工业生产中的输送设备、汽车传动系统、工程机械等。
它具有结构简单、可靠性高、传动效率高等优点，受到广泛的应用。
总的来说，棘轮机构能够通过齿和其它部件之间的摩擦力实现单向传动，这种机构能够在工业生产和机械领域发挥重要的作用。
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
五、棘轮机构1.棘轮机构的原理及分类1.1棘轮机构的工作原理典型的外啮合棘轮机构如图5.1所示，它由摇杆、棘轮、止回棘爪、机架和弹簧组成。
机构通常以往复摆动的摇杆为主动件，棘轮为从动件。
当摇杆连同棘爪顺时针摆动时，棘爪卡入棘轮的齿槽底部，并推动棘轮转过相应的角度；当摇杆以逆时针摆动时，棘爪从棘轮齿顶滑过，止回棘爪组织棘轮跟随摇杆反转，棘轮静止不动。
棘爪和只会棘爪都是利用弹簧与棘轮始终保持接触和分离。
这样，摇杆连续往复摆动时，棘轮得到单向的间隙转动。
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。
5.11.2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：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。
5.2齿式棘轮机构摩擦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：内啮合棘轮机构的特点是结构紧凑，外形尺寸小。
5.3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。
棘 轮 机 构
棘轮机构
链条 1
2 n
3 4
图 8 - 8 自行车后轴上的飞轮超越机构
机械设计基础
Machine Design Foundation
棘轮机构
棘轮机构还可以起到制动的作用。 在一些起重设 备或牵引设备中， 经常用棘轮机构作为制动器， 以防 止机构的逆转。 图 8 - 7 所示为起重机的棘轮制动器。
机械设计基础
机械设计基础
Machine Design Foundation
3
棘轮机构 1
2
图 8 - 2 摩擦式棘轮机构
机械设计基础
Machine Design Foundation
棘轮机构
2. 根据啮合方式分类
根据棘轮机构的啮合方式， 棘轮机构又可分为外啮 合棘轮机构和内啮合棘轮机构两种。 外啮合棘轮机构的 轮齿分布在棘轮的外缘， 如图 8 - 1所示； 内啮合棘轮机 构的轮齿分布在棘轮的内缘， 如图 8 - 8所示。图8-1Βιβλιοθήκη 棘轮机构工作原理机械设计基础
Machine Design Foundation
棘轮机构
2. 工作原理
如图8-1，棘轮机构主要由棘轮、棘爪、摇杆和机 架等组成。棘轮2与传动轴固连在一起，驱动棘爪3铰 接于摇杆1上，摇杆1空套在与棘轮2固连的从动轴上， 并可绕其来回摆动。当摇杆1逆时针方向摆动时，与它 相联的驱动棘爪3插入棘轮的齿槽内，推动棘轮转过一 定的角度；当摇杆顺时针方向摆动时，驱动棘爪3便在 棘轮齿背上滑过，这时，片簧6迫使制动棘爪5插入棘 轮的齿间，阻止棘轮顺时针方向转动，故棘轮静止。 因此，当摇杆往复摆动时，棘轮作单向的间歇运动。
机械设计基础
Machine Design Foundation
棘轮机构的组成及工作原理.
棘轮机构的组成及工作原理
一 二 三
课题引入
棘轮机构的组成
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 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。
螺旋机构：间歇转动 直线进给运动。
间
间歇
牛头刨床进给自动机械中，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
２－棘爪 ３－摇杆 ５ －曲柄 ４ －止回爪 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。
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 轮作单向的间歇运动。
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。
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。
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，其工作原理是利用棘爪和棘齿的相互锁合和分离来实现传动和停止。
棘轮机构主要由棘轮、棘爪和驱动轴等组成。
当驱动轴转动时，棘轮也会随之转动。
棘轮上有一些均匀分布的棘齿，棘齿与棘爪的凹槽相对应。
棘爪通过弹簧等装置与棘轮连接，并能沿轴向运动。
在传动过程中，当棘爪与棘齿接触时，由于棘爪的斜面与棘齿的凹槽相互作用，会将棘爪压紧并与棘轮一起旋转。
这样就实现了驱动轴的传动。
而当需要停止传动时，棘爪会自动弹开，使得棘齿与凹槽分离，从而阻止了驱动轴的转动。
棘轮机构的特点是结构简单，传动效率高，所以广泛应用于各种机械设备中。
但需要注意的是，由于棘爪与棘齿的接触在传动时会产生摩擦和冲击，因此在设计和使用过程中要合理选择材料和润滑方式，以减少摩擦和磨损。
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。
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棘轮 类型
按工作方式有： 单动式、 双动式棘轮机构。
按棘轮转向是否可调:
单向、双向运动棘轮机构。
按转角是否可调: 固定转角、可调转角
按工作原理分有 : 轮齿棘轮、 摩擦棘轮
JM 返回
双动棘轮机构
JM 返回
棘轮可双向运动
A
B
B’
JM 返回
φ
调滑动罩
可调转角的棘轮
0 1
2
3 4 5
牛头刨床进给调整机构 通过调整杆长来调摆角
h
o1
r1 rf
JM 返回
JM 返回
1 2
3
3 2
1
摩擦棘轮
超越离合器
3 4 2
1
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 D
冲压工位
冲头 卸料工位
B
装料工位
间歇转动
h=0.75m a=m a1=(0.5~0.7)a α＝20°
棘轮宽b
b=(1~4)m
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
棘爪长度L
h1=h’ ≈h/cosα
rf =1.5 mm r1 =2 mm 一般取 L=2p
齿槽角
L
p
o2
h1 a
h’ a1 α
da
60°~80°
第五十六讲 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。
A
JM 返回
三、设计要点
正压力－Pn
摩擦力－F
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：
Mpn>MF
L
o2 M pr
F α Ft
Fr A
将两个力分解成切向和径向分量
Pn sinα L > Fcosα L
pn
α
pt
Σ=90°
α
∵ F= Pn f 代入得：
tgα> f =tgφ ∴ α>φ
da
o1
当 f=0.2 时，φ＝11°30’
通常取α＝20°
齿偏角
JM 返回
棘轮几何尺寸计算公式
棘轮参数
计算公式或取值
齿数z
12~25
模数m
1、1.5、2、2.5、3、 3.5、4、5、6、8、10
顶圆直径da 齿间距p
da =mz P=πm
齿高h 齿顶弦长a 棘爪工作面长度a1 齿偏角α