棘轮机构
棘轮机构
2、工作原理
当主动摇杆逆时针摆动时，摇杆上铰接的棘爪插入棘轮的齿间，推动 棘轮同向转动一定角度。当主动摇杆顺时针摆动时，止动爪阻止棘轮反向 转动，此时棘爪在棘轮的齿背上滑回原位，棘轮静止不动。即：
“利用棘爪的往复摆动 实现棘爪与棘轮的啮合 与分开，驱动棘轮做时 动时停的间歇运动 。”
2
பைடு நூலகம்
二、棘轮机构的类型、特点
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）。
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。
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）
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。
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 : 轮齿棘轮、 摩擦棘轮
（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
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
（一）按工作原理分：棘轮机构可分为 （齿啮合式和摩擦式） 1、齿式棘轮机构 原理：利用棘爪与棘轮上的棘齿啮合与分离实现间歇。 （1）、按工作方式 ，可 分为单动式棘轮机构和双 动式棘轮机构。 单动式棘轮机构
棘轮机构的分类及特点
棘轮机构的分类及特点
1. 齿式棘轮机构呀，这就像我们一步一个脚印往前走，只能单向前进，不能后退哦！比如自行车的后飞轮，就是典型的例子嘛。
它的特点呢，就是结构简单，制造容易，工作可靠呀！
2. 摩擦式棘轮机构呢，就好比是在一个光滑的坡上，比较顺滑地移动哟！像一些千斤顶里就用到了，它的噪声小，可实现无级调节，是不是很神奇呀！
3. 还有一种是超越棘轮机构呀，哇，这可厉害了，就像是一个聪明的守卫，能允许主动件向一个方向旋转，而阻止其反向旋转呢！在一些机械自动送料机构里就能发现它呢！
4. 内啮合棘轮机构呢，就像一个内敛的小伙伴，低调却有实力呀！常用于空间受限制的地方，你们想想，是不是很多小空间里都有它默默发挥作用呀！
5. 外啮合棘轮机构，嘿，这可是很常见的哟！就如同一个勇敢的战士在外面冲锋陷阵！铣床的工作台进给机构就有它的身影呀！
6. 双向棘轮机构，哇哦，这能双向运动呢，多牛呀！就好像是一个灵巧的舞者，可以自由地来回舞动呀！自行车的双向棘轮扳手不就是这样嘛！
7. 擒纵棘轮机构，这可是很精密的呀，就跟一个一丝不苟的工匠一样！在钟表里可少不了它呢！想想看，没有它，钟表怎么能那么精确地走呀！
8. 可变向棘轮机构，哈哈，这可好玩了，能根据需要改变方向呢！像一些可以调节方向的工具就有它的功劳呀！
我觉得棘轮机构真的是太有意思了，有着各种各样的分类和独特的特点，在我们的生活中发挥了很大的作用呀！。
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
或双向的转动传动。
棘轮机构在各种机械设备中都有广泛的应用，如汽车变速箱、自行车后轮刹车等。
本文将从棘轮机构的原理入手，对其工作原理进行详细介绍。
首先，我们来了解一下棘轮机构的基本构造。
棘轮是一个圆盘状的零件，其表
面上有一定数量的突出的棘齿，而棘爪则是一个可以与棘轮啮合的零件。
棘轮和棘爪之间的啮合关系可以实现单向或双向的转动传动。
棘轮机构的工作原理可以简单概括为，当棘轮受到一定方向的转动力矩时，棘
齿与棘爪啮合，使得棘轮带动棘爪一同转动；而当转动方向相反时，由于啮合面的摩擦力或者其他装置的限制，棘齿与棘爪无法啮合，从而阻止了转动传动。
这样，棘轮机构就实现了单向的转动传动。
在实际应用中，棘轮机构还可以通过一些机械装置实现双向的转动传动。
例如，在自行车后轮刹车中，通过一个摩擦片来控制棘轮和棘爪之间的啮合关系，从而实现了单向或双向的转动传动。
除了单向或双向的转动传动外，棘轮机构还可以通过一些特殊设计来实现其他
功能。
例如，在汽车变速箱中，通过多个棘轮和棘爪的组合，可以实现多档位的变速传动。
这些都是基于棘轮机构的原理，通过不同的设计和组合，实现了丰富多样的功能。
总的来说，棘轮机构是一种简单而有效的传动机构，其原理基于棘轮和棘爪之
间的啮合关系，通过一定的设计和装置，实现了单向或双向的转动传动，以及其他丰富的功能。
在实际应用中，棘轮机构可以根据不同的需求进行设计和改进，从而实现更加复杂的功能，为各种机械设备的正常运行提供了重要的支持。
棘轮机构
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ω 5 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 手动来实现输出轴超越蜗轮 的运动。
图7-12
图7-1
图7-4
12
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。
3、主动轮首、末齿齿顶需要修正，以解决 运动干涉。
由于不完全齿轮的前接触段的 起始点E与从动轮停歇的位置 有关，当两轮齿顶圆的交点C’ 在从动轮上第一个正常齿齿顶 点C的右面（参见图7—25）
时
即 C' O2O1 CO2O1
主动齿轮的齿顶被从动齿轮的齿顶挡住，不能进 入啮合，发生齿顶干涉。
9
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 置（绕自身轴线转过180o后固 定），可改变进给运动的方向。
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
§9-3-1
棘 轮 机 构
棘轮机构的工作原理和类型 （齿式，摩擦式）
一、齿式棘轮机构（利用棘爪与棘轮上的棘齿啮合与分离实现间歇）
1、单动式棘轮机构
2、双动式棘轮机构 钩 头 双 动 式 棘 轮 机 构 3、可变向棘轮机构 翻 转 可 变 向 棘 轮 机 构 转 动 可 变 向 棘 轮 机 构
直 推 双 动 式 棘 轮 机 构
5 A B C
4 +X 1 2 D
3
例2：（09机电高考题）
如图杠3的螺纹标记为Tr36×5。图b所示为图a为牛头刨床结构 示意图，其中轮1、2为标准直齿圆柱渐开线齿轮，且Z1=40、 Z2=60；工作台的横向进给丝该刨床横向进给传动简图，其中 轮1顺时针转动，与丝杠3连接在一起的轮4齿数为40。试分析 并回答下列问题。（每空1分） （1）该工作台的横向进给机构由齿轮传动机构、 机 构、 机构和螺旋传动机构组成。 （2） 图示状态下丝杠3转一周，工作台将沿 （+X、X）方向移动 mm （3）图示工作台可采用在轮4上加 的方法来改变横 向进给量，可通过提起构件5、回转 （90 ۫、145۫۫、180۫ ） 并落下的方法改变进给方向。 （4）图中构件4的最小转角是 ，工作台的最小进给 量是 mm/r；该工作台的进给量 （能、不 能）调整到0.4 mm/r。
五 当堂达标
某牛头 刨床横向进给机构，采用曲柄摇杆机构带动棘轮丝杠联动机构， 实现横向进给，摇杆摆角30度，往复一次推动棘轮转过5个齿，若与 棘轮联动的丝杠导程为12mm。求： （1）棘轮的最小转角及棘轮的齿数Z； （2）摇杆往复一次，刨床的横向进给量L； （3）如欲减小横向进给量要采取哪些方法调节？
二、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）
棘轮机构
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。
间歇机构类型很多，只介绍常用的棘轮机构和槽轮机构。
一、棘轮机构1.棘轮机构的组成如图６-２８所示，该机构由棘轮、棘爪和机架等组成。
当摇杆向左摆动时，装在摇杆上的棘爪嵌入棘轮的齿槽内，推动棘轮朝逆时针方向转过一角度；当摇杆向右摆动时，棘爪便在棘轮的齿背上滑回原位，棘轮静止不动。
为了使棘轮的静止可靠和防止棘轮的反转，在机架上安装止回棘爪。
这样，当曲柄作连续回转时，棘轮只能作单向的间歇运动。
2.棘轮机构的类型（１）单向式棘轮机构单向式棘轮机构如图６-２８所示。
（２）双向式棘轮机构双向式棘轮机构如图６-２９所示，把棘轮的齿制成矩形，棘爪制成可翻转的。
当棘爪处在图示位置Ｂ时，棘轮获得逆时针单向间歇运动；而当把棘爪绕其销轴Ａ翻转到虚线所示位置Ｂ′时，棘轮即可获得顺时针单向间歇运动。
图6-28图6-29（３）双动式棘轮机构双动式棘轮机构如图６-３０所示，它同时应用两个棘爪，分别与棘轮接触。
当主动件作往复摆动时，两个棘爪都能先后使棘轮朝同一方向转动。
棘爪的爪端形状可以是直的，也可以是带钩头的，这种机构使棘轮转速增加一倍。
图6-30（４）摩擦式棘轮机构摩擦式棘轮机构是一种无棘齿的棘轮，靠摩擦力推动棘轮转动和止动，如图６-３１所示，棘轮是通过与右棘爪之间的摩擦来传递转动的，图示为逆时针转动，上棘爪是用来作反向制动用的。
（５）防止逆转的棘轮机构棘轮机构中棘爪常是主动件，棘轮是从动件。
如图６-３２所示，起重设备中常应用这种机构，图示当转动的鼓轮带动物件上升到所需的高度位置时，鼓轮就停止转动，棘爪依靠弹簧嵌入棘轮的轮齿凹槽中，这样就可以防止鼓轮在任意位置停留时会产生的逆转，保证起重工作安全可靠。
图6-31图6-32槽轮机构槽轮机构二、槽轮机构1.槽轮机构的组成槽轮机构如图６-３３所示。
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
棘轮机构科技名词定义中文名称：棘轮机构英文名称：ratchet mechanism定义：含有棘轮和棘爪的主动件作往复运动，从动件作步进运动的机构。
所属学科：机械工程(一级学科) ；机构学(二级学科) ；其他机构(三级学科)棘轮机构简介ratchet and pawl由棘轮和棘爪组成的一种单向间歇运动机构。
它将连续转动或往复运动转换成单向步进运动。
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。
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。
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。
[编辑本段]棘轮机构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。
[编辑本段]棘轮机构的分类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。
机械基础课件-棘轮结构槽轮机构
图 2- 6转角可调的棘轮机构
图 2- 6转角可调的棘轮机构模型
3、 棘轮机构的特点与应用
棘轮机构结构简单, 加工容易, 改变转角大 小方便, 可实现送进(如图1- 7所示)、 制动(如图1 - 8所示)及超越(如图1 - 9所示)等功能, 故广泛应 用于各种自动机械和仪表中。 其缺点是在运动
图 1 - 8 提升机棘轮停止器
图 1 - 8 提升机棘轮停止器模型
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。
图 1- 9 自行车后轴上的棘轮机构
图 1- 9 自行车后轴上的棘轮机构模型
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
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。
2 拨盘1
图 2-3
3. 槽轮机构的特点与应用 槽轮机构结构简单、 工作可靠, 机械效率高,
在进入和脱离接触时运动比较平稳, 能准确控制转 动的角度。 但槽轮的转角不可调节, 故只能用于定 转角的间歇运动机构中, 如自动机床、 电影机械、 包装机械等。
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1- 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。
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。
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。
棘轮机构概述
一、齿式棘轮机构 1.单动式棘轮机构
图4-1所示，摇杆1正向摆动时棘爪3驱动棘轮2沿同一方向 转过某一角度；摇杆反向摆动时，棘轮静止。
2.双动式棘轮机构 图4-2所示，摇杆1住复摆动时皆能使棘轮2沿同一方向间
三、棘轮机构的应用
歇转动。驱动棘爪3可制成平头的(见图4-2a)或钩头的(见图42b)。
3.可变向棘轮机构 棘轮采用矩形齿，如图
4-3a，当棘爪3处于实线位置， 摇杆1往复摆动时，棘轮沿逆 时针方向转动；当棘爪3翻转 到虚线位置，摇杆1往复摆3b为具有回转棘爪 的棘轮机构。当棘爪2处于图 示位置往复摆动时，棘轮1沿 逆时针方向转动；若将棘爪2 提起，并绕其本身轴线转 1800后再插入棘轮齿中往复 摆动时，棘轮便沿顺时针方 向转动。
二、摩擦式棘轮机构 图4-4所示为摩擦式棘轮机构。
由摩擦轮3和摇杆1、偏心楔块2、 止动楔块4和机架5组成。当摇杆逆 时针方向摆动时，通过楔块2与摩擦 轮3之间的摩擦力，使摩擦轮3沿逆时 针方向运动。当摇杆顺时针方向摆动 时，楔块2在摩擦轮3上滑过，而楔块 4与摩擦轮3之间的摩擦力，促使楔块 4与摩擦轮3卡紧，从而使摩擦轮3静 止，以实现间歇运动。摩擦式棘轮机 构可以无级性改变棘轮转角。
棘轮机构
双动式棘轮机构
双向式棘轮机构
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。 其他分类： 端面棘轮 可变向棘轮结构
棘轮机构
其他常用机构
槽轮机构
螺旋机构
万向铰链机构
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。
优点：棘轮机构简单，制造方便，运动可靠。在棘轮轴转过 的角度大小可以较大范围内调节。
缺点：工作时伴有噪声和振动，运动精度较差。适用于速度低且载荷 不大的场合。
棘轮转角大小的调节方法： · 改变主动摇杆摆角的大小
· 加装一棘轮罩以遮盖部分棘齿
用遮板调节棘轮机构
棘轮分类： 按结构形式： 齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构。
按啮合方式：
外啮合棘轮机构和内啮合棘轮机构棘轮机构
外啮外啮合式棘轮机构的棘爪或楔块均安装在棘轮的外部 ，而内啮合机构的棘爪或楔块均在棘轮内部。
3.2:滑动螺旋机构 滑动螺旋机构中螺杆与螺母的螺旋面直接接触。摩擦状态未滑动摩擦。 滑动螺旋机构一般又分为 单螺旋机构（螺旋千斤顶） 双螺旋机构。
在简单单螺旋机构中，当导程为ph螺杆回转角为ᵠ时，螺母的位移s为
s=ph 2
3.3：滚动螺旋机构; 组成：螺母，螺杆，滚动体，及滚动体循环装置。 螺母与螺杆间为滚动摩擦，摩擦阻力小，效率高。 螺旋机构导程角大于当量摩擦角时，也可以将直线运动转换为 旋转运动。如某些操纵机构，工具、玩具及武器等机构中， 利用了这一特性。
棘轮
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
da
α
o1
h
r1 rf
棘爪长度L
一般取 L=2p
JM
返回
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
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
返回三、设Βιβλιοθήκη 要点正压力－Pn 摩擦力－F
L 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：
《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。
棘轮机构的组成和传动特点
棘轮机构的组成和传动特点棘轮机构是一种常见的传动装置，广泛应用于机械领域。
它由棘轮、摆杆、驱动轴和驱动杆等组成，通过摆杆的运动将旋转运动转化为直线运动或者直线运动转化为旋转运动。
棘轮机构具有结构简单、传动效率高、传动精度高等特点，被广泛应用于各种机械设备中。
棘轮是棘轮机构的核心组成部分，它通常是一个带有一定数量的齿的圆盘，齿与齿之间呈锯齿状排列。
摆杆是连接棘轮和驱动轴的连接杆，它通过一端与棘轮相连，另一端与驱动轴相连。
驱动轴是棘轮机构中的主动部分，它通过旋转来驱动棘轮的运动。
驱动杆是连接驱动轴和摆杆的连接杆，它通过一端与驱动轴相连，另一端与摆杆相连。
棘轮机构的传动特点主要体现在以下几个方面。
首先，棘轮机构具有传动效率高的优点。
由于棘轮机构的结构简单，没有过多的传动元件，传动效率相对较高。
在正向传动中，摆杆受到驱动力矩的作用，通过与棘轮的齿咬合，将旋转运动传递给驱动轴。
在反向传动中，驱动轴的旋转运动被摆杆传递给棘轮，使棘轮进行旋转。
这种直接的转动传递方式使得传动效率较高。
其次，棘轮机构具有传动精度高的特点。
棘轮机构的齿与齿之间呈锯齿状排列，使得齿咬合紧密，传动间隙小，从而保证了传动的稳定性和精度。
棘轮的传动精度主要取决于齿的形状和齿咬合的质量，因此在制造过程中需要控制好齿的加工精度和齿面质量，以确保传动的准确性。
此外，棘轮机构具有结构简单、易于制造和维修的特点。
由于棘轮机构的组成部件较少，结构简单，制造成本相对较低。
同时，棘轮机构的组装和维修也相对简单，能够快速更换损坏的部件，提高了设备的可靠性和可维修性。
另外，棘轮机构还具有自锁特性。
自锁是指当驱动力矩消失时，棘轮机构能够自动锁死，防止反向运动。
这种自锁特性使得棘轮机构在某些需要保持位置的场合中得到广泛应用，例如手动工具、车辆制动系统等。
总之，棘轮机构是一种结构简单、传动效率高、传动精度高的传动装置。
它由棘轮、摆杆、驱动轴和驱动杆等组成，通过摆杆的运动将旋转运动转化为直线运动或者直线运动转化为旋转运动。
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。
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
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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。