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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。
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。
简述棘轮机构的原理及类型
简述棘轮机构的原理及类型棘轮机构是一种传动机构，通过凸轮和棘爪之间的咬合与转动来完成传动功效。
它由凸轮和棘爪两部分组成，其中凸轮是一个呈圆柱体形状的零件，上面有一系列凸起，而棘爪是一个具有特定形状的零件，它可以在凸轮的凸起间移动，从而完成转动。
棘轮机构具有以下特点：1. 精度高：棘轮机构凸轮上的凸起和棘爪之间的咬合非常精确，可以实现准确的转动。
2. 结构简单：棘轮机构的结构相对简单，由凸轮和棘爪两部分组成，没有其他复杂零件。
3. 运动平稳：棘轮机构的传动过程中，凸轮上的凸起和棘爪之间的咬合平稳，运动过程中没有明显的震动或冲击。
棘轮机构的运动原理如下：当凸轮旋转时，凸轮上的凸起与棘爪相互咬合，通过凸轮的旋转，棘爪被牵引着进行往复、扭转或旋转运动，从而完成传递力或转动的功能。
具体来说，当凸轮的凸起刚好与棘爪的凹槽对齐时，它们之间的咬合力会推动棘爪进行相应的运动；而当凸轮的凸起与棘爪的凹槽不对齐时，它们之间的咬合力会阻止棘爪继续运动。
根据棘轮机构凸轮的形状和棘爪的布置方式，可以将棘轮机构分为不同的类型，包括以下几种：1. 方形棘轮机构：方形棘轮机构的凸轮呈方形，凸起和凹槽的数量相等，凸轮的每个面上都有一个凸起和一个凹槽。
棘爪上有两个棘爪臂，分别咬合于凸起和凹槽，使棘爪进行往复运动。
2. 圆形棘轮机构：圆形棘轮机构的凸轮呈圆形，凸起的数量多于凹槽的数量。
凸轮的每个面上通常有多个凸起，棘爪上有一个或多个棘爪臂与凸起相咬合。
当凸起和凹槽对齐时，棘爪会被扭转或旋转。
3. 弧形棘轮机构：弧形棘轮机构的凸轮呈弧形，凸起和凹槽的数量不等。
凸轮的每个面上可能会有一个或多个凸起和凹槽，棘爪上的棘爪臂与凸起或凹槽相咬合。
当凸起和凹槽对齐时，棘爪会跳过一个或多个凸起或凹槽，实现较大跨度的扭转或旋转。
4. 直线棘轮机构：直线棘轮机构的凸轮呈直线形状，凸起和凹槽的数量相等。
凸轮上的凸起和棘爪上的棘爪臂相咬合，使棘爪进行往复运动。
棘轮机构的组成及其工作原理
三、设计要点
正压力－Pn 摩擦力－F
L F M p r
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：
α Ft
A
Mpn>MF
将两个力分解成切向和径向分量
o2
Fr
α
pn
Σ =90° da
pt
Pn sinα L
∵ F= Pn f
> Fcosα L
da
α
o1
h
r1 rf
棘爪长度L
一般取 L=2p
JM
返回
α
齿偏角
代入得：
tgα> f =tgφ ∴ α>φ
当 f=0.2 时，φ＝11°30’
通常取α＝20°
o1
JM
返回
棘轮几何尺寸计算公式
齿槽角
棘轮参数 齿数z 模数m
计算公式或取值 12~25 1、1.5、2、2.5、3、 3.5、4、5、6、8、10
o2
L
p h1 h’ a1 a
60°~80°
顶圆直径da
第五十六讲 棘轮机构
一、棘轮机构的组成及其工作原理 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。
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:
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。
棘轮工作原理
棘轮工作原理
棘轮是一种常见的机械装置，它通过齿轮的转动来实现特定的
功能。
棘轮通常用于防止机械装置的倒转或者实现单向运动。
本文
将介绍棘轮的工作原理，包括其结构、工作方式以及应用领域。
首先，让我们来了解一下棘轮的结构。
棘轮通常由一个圆盘和
一些齿状的凸起物组成，这些凸起物被称为棘齿。
棘轮的圆盘上还
会有一个或多个齿轮，用于传动力量。
当齿轮转动时，棘齿会与其
相互作用，从而实现特定的功能。
棘轮的工作原理可以简单描述为，当齿轮沿着一个方向旋转时，棘齿会顺着齿轮的旋转方向滑动，从而使得圆盘也跟着转动。
而当
齿轮试图沿着相反的方向旋转时，棘齿会卡住齿轮，阻止其继续旋转，从而实现了单向运动的效果。
在实际应用中，棘轮有着广泛的用途。
最常见的应用是在各种
机械传动系统中，例如自行车的后轮传动系统。
此外，棘轮还被用
于各种工具和设备中，例如手动卷扬器、自动唱片机等。
棘轮的设
计和工作原理使得它成为了许多机械装置中不可或缺的一部分。
总的来说，棘轮是一种通过齿轮转动实现单向运动的机械装置。
它的结构简单，工作原理清晰，应用广泛。
通过对棘轮的工作原理
的深入了解，我们可以更好地理解和应用这一机械装置，为各种机
械设备的设计和制造提供有力的支持。
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
o1
棘爪对棘轮的总反力Pr的作用线在棘轮轴心O2和棘爪轴心O1之间穿过。
棘轮几何尺寸计算公式
齿槽角
棘轮参数 齿数z 模数m
计算公式或取值 12~25 1、1.5、2、2.5、3、 3.5、4、5、6、8、10
o2
L
p h1 h’ a1 a
60°~80°
顶圆直径da
齿间距p 齿高h 齿顶弦长a 棘爪工作面长度a1 齿偏角α 棘轮宽b 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
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
棘轮转角大小的调整
（1）采用棘轮罩
通过改变棘轮罩的位置 实现棘轮转角大小的调 整
棘轮机构设计中的主要问题
棘轮机构的可靠工作条件： 欲使棘爪顺利的滑入棘轮齿根， 则必须有：
L F M p r
α Ft
A
Mpn>MF
将两个力分解成切向和径向分量
o2
Fr
α
pn
Σ =90° da
pt
Pn sinα L
∵ F= Pn f
> Fcosα L
α
齿偏角
代入得：
tgα> f =tgφ ∴ α>φ
棘轮转角大小的调整 （2）改变摆杆转角 通过改变滑块A的位置 ，改变摆杆转角的大小， 从而实现棘轮转角大小的 调整
棘轮机构的应用
牛头刨床
棘轮机构的应用
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
棘轮机构的工作原理棘轮机构是一种常见的机械传动装置，它通过棘轮和棘爪的配合，实现了单向或双向的旋转传动。
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、自行车后轮的刹车系统等。
本文将详细介绍棘轮机构的工作原理，希望能为您对这一机械装置有更深入的了解。
首先，让我们来了解一下棘轮机构的基本构成。
棘轮是一个圆盘状的零件，其表面上有一些凸起的棘齿，而棘爪则是一个与棘轮配合的零件，它可以在棘轮上移动，并且具有可以与棘齿咬合的凹槽。
当棘爪与棘轮的棘齿咬合时，棘轮就可以带动棘爪进行旋转，从而实现了传动的目的。
棘轮机构的工作原理可以简单描述为，当棘轮在一个方向上受到力矩作用时，棘爪与棘轮的棘齿就会咬合，使得棘轮和棘爪一起旋转；而当力矩方向相反时，棘爪则会脱离棘轮的棘齿，不再与之咬合，从而实现了单向的旋转传动。
这种工作原理使得棘轮机构在很多场合下都能发挥重要作用。
除了单向传动外，棘轮机构还可以实现双向的旋转传动。
这是因为棘轮的棘齿是对称排列的，使得棘爪可以在相反的方向上与棘轮的棘齿咬合。
这样一来，无论是正向还是反向的力矩作用，都能使棘轮和棘爪一起旋转，实现了双向的传动效果。
在实际应用中，棘轮机构还可以通过一些辅助装置来实现一些特殊的功能。
例如，在汽车的变速箱中，通过控制棘轮和棘爪的位置，可以实现不同齿轮之间的切换，从而实现不同速度的传动比；在自行车的后轮刹车系统中，通过控制棘轮和棘爪的摩擦力，可以实现对后轮的制动效果。
总之，棘轮机构作为一种常见的机械传动装置，其工作原理是通过棘轮和棘爪的配合，实现了单向或双向的旋转传动。
在实际应用中，它可以通过一些辅助装置实现一些特殊的功能，为各种机械设备的运行提供了重要的支持。
希望本文对您对棘轮机构的工作原理有所帮助，谢谢阅读！。
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机械传动装置，其工作原理主要是利用棘轮和棘轮轴相
互啮合，实现单向传动和防逆转的功能。
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、自行车后轮的齿轮组等。
下面将详细介绍棘轮机构的工作原理。
首先，棘轮机构由棘轮和棘轮轴组成。
棘轮是一个圆盘状的零件，其表面上有
一系列的齿条，这些齿条呈锯齿状排列，而棘轮轴则是一个轴状的零件，它的表面也有相应的凹槽，用来与棘轮的齿条相啮合。
当棘轮轴按照一个方向旋转时，如果齿条的方向与旋转方向一致，棘轮轴就可
以顺利地旋转，这时棘轮机构就处于工作状态。
而如果棘轮轴试图反向旋转，齿条就会与棘轮的锯齿相互啮合，阻止棘轮轴的反向运动，这就实现了单向传动和防逆转的功能。
另外，棘轮机构的工作原理还涉及到摩擦力的作用。
当棘轮轴受到外部力的作用，试图反向旋转时，齿条和棘轮之间的啮合会产生摩擦力，这会使棘轮轴受到一定的阻力，从而防止了反向旋转的发生。
需要注意的是，棘轮机构通常需要与其他机械部件结合使用，才能发挥其作用。
例如，在汽车变速箱中，棘轮机构通常与离合器、齿轮等部件组合在一起，实现变速和传动功能。
在实际工程中，设计和使用棘轮机构需要考虑到各种因素，如工作环境、传动
效率、结构强度等。
合理地设计和使用棘轮机构，可以提高机械设备的可靠性和安全性。
总之，棘轮机构的工作原理是基于棘轮和棘轮轴的相互啮合，实现单向传动和
防逆转的功能。
通过摩擦力的作用，棘轮机构可以有效地阻止反向旋转的发生。
在工程应用中，合理地设计和使用棘轮机构，可以为机械设备的运行提供可靠的保障。
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。
第四章 棘轮机构
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
8
一、槽轮机构的组成及其工作原理
1、机构的组成 通过，可以清楚 地看到槽轮机构 的基本组成。
图7-14
2、工作原理
如上图所示，主动拨盘上的圆柱销进入槽轮上的径向 槽以前，凸锁止弧将凹锁止弧锁住，则槽轮静止不动。 圆柱销进入径向槽时，凸、凹锁止弧刚好分离，圆柱 销可以驱动槽轮转动。当圆柱销脱离径向槽时，凸锁 止弧又将凹锁止弧锁住，从而使槽轮静止不动。因此， 当主动拨盘作连续转动时，槽轮被驱动作单向的间歇 转动。
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。
3
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。
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
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！。
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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 模数m
12~25
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
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
棘轮宽b
h=0.75m a=m a1=(0.5~0.7)a α＝20° 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°
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：
第五十六讲 棘轮机构
一、棘轮机构的组成及其工作原理 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。
JM 返回
1 2
3
3 2
1
摩擦棘轮
பைடு நூலகம்
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
o1
r1 rf
JM 返回