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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。下面是小编整理的棘轮机构的内容，一起来看看吧。
棘轮机构
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。
中文名
棘轮机构
外文名
ratchet and pawl
类型
单向间歇运动机构
组成
棘轮和棘爪
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。
棘轮机构 示意图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。
工作原理
棘轮机构的基本模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。当主动件逆时针方向摆动时，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。
类型及特点
齿式棘轮机构棘轮机构的分类方式有以下几种：
按结构形式
棘轮机构按结构形式分类可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。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
棘轮机构按啮合方式分类可分为外啮合棘轮机构和内啮合棘轮机构。
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。
内啮合棘轮机构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。
按从动件运动形式
棘轮机构按从动件运动形式分类可分单动式棘轮机构、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。
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。
以上介绍的棘轮机构，都只能按一个方向作单向间歇运动。双向式棘轮机构可通过改变棘爪的摆动方向，实现棘轮两个方向的转动。图示为两种双向式棘轮机构的形式，双向式棘轮机构必须采用对称齿形。
棘轮机构
棘轮机构的核心组成部分主要包括棘轮、棘爪以及与之配合的驱动机构。棘轮，一种带有齿状凸起的轮子，它的齿状设计使得棘爪能够与之有效配合，实现间歇性的运动。棘爪，则是一个可以摆动的小部件，当它与棘轮的齿相接触时，可以推动棘轮转动一个齿距；而当棘爪与棘轮的齿槽相接触时，棘轮则会被锁定，无法继续转动。
棘轮机构的运动过程十分有趣。当驱动机构带动棘爪与棘轮的齿相接触时，棘爪会推动棘轮转动一个齿距，然后迅速脱离，使得棘轮在惯性作用下继续转动。而当棘爪与棘轮的齿槽相接触时，棘爪会阻止棘轮继续转动，从而实现了间歇性的运动。这种间歇性的运动方式，使得棘轮机构在诸如钟表、步进电机等需要精确控制运动步长的场合中，展现出了极大的应用价值。
此外，棘轮机构还具有单向传动的特性。由于棘爪只能推动棘轮在一个方向上转动，而在另一个方向上则被锁定，因此棘轮机构可以实现单向的传动。这种特性使得棘轮机构在诸如卷扬机、传送带等需要单向传动的设备中，得到了广泛的应用。
总的来说，棘轮机构以其独特的工作原理和优越的性能特点，成为了机械领域中的一种重要装置。它的间歇运动和单向传动特性，使得它在许多领域中都发挥着不可替代的作用。随着科技的不断发展，棘轮机构也将继续得到改进和优化，为我们的生活和工作带来更多的便利和效益。
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