棘轮应用实例汇编
棘轮设计的书
棘轮设计的书摘要：1.棘轮设计的概念与原理2.棘轮设计在各类产品中的应用3.棘轮设计的优缺点4.如何在设计中运用棘轮原理5.总结正文：棘轮设计是一种机械传动装置，其工作原理基于棘轮与棘齿的相互作用。
棘轮设计在各类产品中有着广泛的应用，不仅提高了产品的可靠性，还增加了使用的便捷性。
然而，任何事物都有两面性，棘轮设计也有其优缺点。
本文将详细介绍棘轮设计的原理、应用、优缺点以及在设计中如何运用棘轮原理。
一、棘轮设计的概念与原理棘轮设计的核心部件是棘轮和棘齿。
棘轮通常为圆盘状，棘齿为固定在轴上的齿轮。
当棘轮转动时，棘齿与棘轮上的齿相互作用，使棘轮只能单向旋转。
这种设计有效地防止了意外反转，提高了设备的安全性。
二、棘轮设计在各类产品中的应用棘轮设计在众多产品中发挥着重要作用。
例如，在自行车上，棘轮设计被用于变速器，使骑手能够根据路况和体力状况调整骑行速度。
在汽车上，棘轮设计被用于刹车系统，确保车辆在行驶过程中能够稳定停车。
此外，棘轮设计还应用于各类工业设备、手动工具等领域。
三、棘轮设计的优缺点棘轮设计的优点主要有以下几点：1.安全性：棘轮设计能够防止意外反转，保证设备在正常使用过程中不会出现危险。
2.可靠性：棘轮设计结构简单，磨损较小，使用寿命较长。
3.便捷性：棘轮设计使得用户能够轻松地进行单向旋转操作。
然而，棘轮设计也存在一定的缺点：1.制动力有限：棘轮设计的制动力较小，不适用于需要大力制动的情景。
2.适用范围受限：棘轮设计不便于双向旋转的设备。
四、如何在设计中运用棘轮原理在设计过程中，设计师应根据产品需求来确定棘轮设计的应用。
以下几点建议可供参考：1.分析产品使用场景：了解用户在使用过程中可能遇到的问题，有针对性地选择棘轮设计。
2.确定棘轮类型：根据产品需求，选择合适的棘轮类型，如单向棘轮、双向棘轮等。
3.考虑棘轮尺寸和材料：根据产品尺寸和负载能力，选择适当尺寸和材料的棘轮。
4.设计合理的棘齿结构：合理设计棘齿结构，以提高棘轮的传动效率和使用寿命。
《棘轮机构》PPT课件
总分
1
2
3
4
5
6
7
8
-
17
上一页 下一页
课堂评价2
（2）教师评价：找出各组学生在活动中的闪光点，对成 绩最好的一组进行表扬鼓励，对学生发言中的不足之处提 出自己的看法。老师对表现比较好的两组各送1束鲜花。
-
18
返回
应用案例 应用案例1：牛头刨床工作台横向进给机构。（进给） 应用案例2：冲床工作台自动转位机构。（转位、分度） 应用案例3：自行车后轴所用“飞轮”。（超越、离合） 应用案例4：旱冰鞋的前轮轴上的棘轮机构。（制动） 应用案例5：双胞胎兄弟的不同遭遇。（首尾呼应）
-
15
返回探究
课堂评价1
（1）小组间相互评价。 每组的活动成绩由其它组从四个方面进行打分。（打分 表见学案）
具体方案：1组给2组打分，2组给3组打分，依次类推， 8组给1组打分。
激励措施：总分前2名送三束鲜花，3-6名送两束鲜花， 7-8名送1束鲜花。
-
16
上一页 下一页
学生评价表
组别
问题
学生评价 内容正确 简明扼要 嗓音洪亮 体态语言
-
5
返回
合作探究
共分8组，每4人为一组以团队形式共同探究，共同学习，通 过合作来完成问题。
学生操作：小组成员之间可以互相讨论，自己动手，归纳总结， 利用笔记本电脑对棘轮机构的原理动画进行操作、分析。掌握这 些常见的棘轮机构的工作原理和运动特性。[动眼、动脑、动手] [学生互动]
8个问题见学案。
-
6
止回棘爪有何作用？ 可使棘轮静止可靠和防止棘轮的反转。
运动特性？棘轮只能作单向的间-歇运动。
8
下一页
棘轮原理的生活应用
棘轮原理的生活应用1. 介绍棘轮原理是一种基于旋转齿轮来实现传动的原理。
它的特点是具有单向传动的功能，可以将输入轴的旋转转化为输出轴的旋转，同时防止反向传动。
由于其简单性和可靠性，在生活中有许多应用。
2. 汽车的手刹系统棘轮原理在汽车的手刹系统中得到了广泛应用。
手刹系统由一条连接到后轮的拉索和一个手刹杆组成，用于在停车时保持汽车的位置。
手刹杆上的棘轮装置可以锁定拉索，使其无法向后松弛，从而保持手刹的作用。
当手刹杆被拉起时，棘轮装置会咬住拉索，防止车辆后退。
只有当按下手刹释放按钮时，棘轮才会解锁，允许手刹杆返回原始位置。
3. 手提行李箱的滚轮手提行李箱上的滚轮通常都采用了棘轮原理。
这些滚轮分别位于箱子的底部四个角落，可以实现在平滑地面上的方便滚动。
当行李箱前进时，滚轮的棘轮会锁定以防止后退。
这样一来，使用者就可以轻松地将行李箱拉着走，而无需像推车一样用力推。
4. 自行车的变速器自行车的变速器采用了棘轮原理来实现换挡的功能。
自行车变速器通常由一组齿轮和一个齿轮装置组成，用于调整自行车的速度和阻力。
当骑行者想要换挡时，他们可以通过旋转齿轮装置来改变齿轮的位置。
棘轮装置会锁定齿轮，防止其自行反转，从而保持所选的齿轮位置。
5. 电动螺丝刀电动螺丝刀通常也使用了棘轮原理。
当使用者想要旋转螺丝刀，螺丝刀头上的棘轮装置会将旋转力传递到螺丝，从而拧紧或松开螺丝。
一旦达到一定力度，棘轮装置会锁定住螺丝刀头，防止过度拧紧或松开，并且避免伤害。
6. 钢笔的点击装置钢笔的点击装置也是通过棘轮原理实现的。
当使用者点击钢笔尾部时，尾部装置上的棘轮会使钢笔的墨水管向前移动，从而露出笔尖。
这样一来，点击装置的棘轮就锁定了笔杆，使笔杆稳定地保持在打开的状态。
只有当再次点击尾部时，棘轮才会解锁，将墨水管向后收回。
7. 床固定器床固定器是一种用于固定床垫的装置，也经常使用棘轮原理。
床固定器的顶端通常有一个把手和一个装有棘轮的装置。
当使用者转动把手时，床固定器上的棘轮会咬住床板，使其保持在固定的位置。
棘轮在生活中的例子
棘轮在生活中的例子
1. 你看那自行车的棘轮机构，在我们骑行的时候发挥着大作用呢！每次我们踩下踏板，棘轮就像一个勤劳的小卫士，让链条乖乖前进，带动车子往前走，要是没有它，那骑行可就没那么顺畅啦！
2. 嘿，卷笔刀也是棘轮的一个很棒例子呀！我们转动卷笔刀的把手时，棘轮就确保了每转一下都能有效工作，就像一个贴心小助手，帮助我们把铅笔削得尖尖的，好方便我们写字画画呀！
3. 哎呀，钟表里也有棘轮呢！它就像一个精准的指挥家，一格一格地推动着指针前进，分毫不差地指示着时间，没有棘轮的话，那钟表还能那么靠谱地为我们报时吗？
4. 再想想那种可调节的躺椅，棘轮在其中可重要了哟！它能让我们轻松固定在想要的角度，就像是一个懂你的好朋友，给你最舒适的体验，这不是很神奇吗？
5. 小伙伴们有没有注意到千斤顶呀？它里面的棘轮就如同一个大力士，稳稳地支撑起重物，让我们能够安全地维修车辆，要是没有它，那可怎么办呢？
6. 还有那玩具棘轮枪，给我们带来多少欢乐呀！棘轮在里面让枪的操作变得有趣又好玩，是不是感觉它就像一个制造快乐的小精灵呢？
7. 哇塞，自动晾衣架上也有棘轮呢！它帮助晾衣架上升下降，就像一个勤劳的小管家，把衣物安排得妥妥当当，有了它，我们晾晒衣服可方便太多啦！
总之，棘轮在我们生活中无处不在，给我们带来了很多便利和乐趣啊！。
45个棘轮机构动图，直观易懂，看到就是赚到
45个棘轮机构动图，直观易懂，看到就是赚到编者按今天分享来自越南的设计师Nguyen Duc Thang使用Inventor 绘制了大量经典的棘轮机械结构，直观易懂，看到就是赚到。
1.棘轮机构1将驱动轴的连续旋转直接转换成驱动轴的间断性旋转的设备。
2.棘轮机构2此机制直接将驱动轴的连续旋转转换成驱动轴的间断性旋转。
通过下移蓝色棘爪无需改变输入的运动方向即可改变被驱动轴的运动方向。
3.钣金棘轮传动11）适用于轻负载2）低成本3）适用于大规模生产4）棘爪与棘轮的永久性接触由棘爪的重量维持4.钣金棘轮传动21）适用于轻负载2）低成本3）适用于大规模生产4）棘爪与棘轮的永久性接触由棘爪的重量维持5.棘轮机构3通过调整粉色后盖的位置可以得到绿色轮的不同旋转角度。
拉动橙色棘爪并使其旋转180°可以改变绿色轮的旋转方向。
此机制用于成形器。
6.棘轮机构4棘轮有内齿。
7.棘轮机构5自行车自由轮。
蓝色链轮从脚踏自行车接收运动。
黄色轮毂仅在蓝色链轮顺时针旋转时旋转。
黄色轮毂顺时针旋转对蓝色链轮没有影响。
由于弹簧的作用，红色棘爪总是压向链轮的内齿。
现实中使用了两个棘爪。
8.棘轮机构8绿色输入圆盘通过蓝色棘爪使得输出棘轮间断性旋转。
粉色和黄色销控制棘轮的停止时间。
每一个销使得棘轮在输入圆盘旋转1/8周期间停止。
由于弹簧（未显示）的作用，蓝色棘爪总是压向棘轮齿。
9.棘轮机构9有两个棘爪。
粉色棘爪推动棘轮。
绿色棘爪在粉色棘爪反向运动时维持棘轮静止。
10.棘轮机构12有两个棘爪。
绿色棘爪推动粉色齿轮，且不是一直与其接触（不同于普通棘轮机构）。
蓝色棘爪在绿色棘爪不推动齿轮时维持棘轮静止。
11.销齿轮棘轮机构1输入：粉色曲柄持续性旋转。
输出：黄色销齿轮。
重力维持蓝色棘爪和销齿轮的接触。
12.棘轮机构13黄色输入圆盘通过橙色棘爪使得绿色输出棘轮间断性旋转。
蓝色凸轮的长度调节棘轮的运动时间。
13.棘轮机构15有两个棘爪。
粉色棘爪推动棘轮。
棘轮机构设计举例(全)
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）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布棘轮机构示意图棘轮机构（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。
棘轮机构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，也可以请高手指点QQ 906468771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。
一棘轮机构(ratchet mechanism)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。
认识棘轮机构的超越特性文本(精)
认识棘轮机构的超越特性机械中尤其是自动机械中，常要求某些执行构件实现周期性时动时停的间歇运动。
如牛头刨床的工件进给运动，机械加工成品或工件输送运动，以及各种机器工作台的转位运动等。
能够实现这类动作的机构称为间歇运动机构。
常见的有棘轮机构、槽轮机构、不完全齿机构等。
一、棘轮机构的结构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。
二、棘轮机构的类型和应用（一）棘轮机构的分类1．按结构形式分：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。
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。
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。
齿式棘轮机构摩擦式棘轮机构2. 按啮合方式分: 外啮合棘轮机构和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。
内啮合棘轮机构的特点是结构紧凑，外形尺寸小。
外啮合棘轮机构内啮合棘轮机构3．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当主动件按某一个方向摆动时，才能推动棘轮转动。
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。
第十二章其它常用机构
α
135˚
降并趋于零；
-0.5
③曲线呈单调变化而不
-0.75 -1.0
象外槽轮那样有两个
峰值。
a=1
④内槽轮机构的动力性能比外槽轮机构要好得多。
四、槽轮机构的几何尺寸计算
参数
计算公式或依据
槽数z 圆销数n
由工作要求确定
d1
R
1
中心距L
由安装空间确定
k= n(1/2-1/z) ∵ k≤1 得：n≤2z/ (z -2)
提问：why k≤1？ 事实上，当k=1时，槽轮机构已经不具备间歇运动特性了。
槽数z
3
4
5 、6
≥7
圆销数n
1~6
1~4
1~3
1~2
运动系数k 1/6~1 0.25~1 0.3~1 0.36~1
当z=4及n=2时 k=n(1/2－1/z) = 0.5
单动式
双动式棘轮机构1 双动式棘轮机构2
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： 单动式、 双动式棘轮机构。
棘轮 类型
按棘轮转向是否可调: 单向、双向运动棘轮机构。
A
B
B’
作者：潘存云教授
作者：潘存云教授
棘轮双向运动1
棘轮双向运动2
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。
) 2
kα=α2/ ω21
5 4
k
(2 1) sin (1 2 cos1 2 )2
z=3 z=4
8 6 4
3
z=3
2
槽轮运动的前半段，槽轮的 角速度ω2是增加的，角加速 度α2>0后半段正好相反。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
2021/3/6
间歇式积极卷取机构
2021/3/6
双棘轮手动绞盘
2021/3/6
谢谢观赏！
ห้องสมุดไป่ตู้
棘轮机构的应用实例
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
• 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
2021/3/6
2021/3/6
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