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。
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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。