棘轮机构机械动画（Ratchet mechanism）
棘轮机构
棘轮机构是一种常见的单向间歇运动机构，由棘轮和棘爪组成。它能够将连续转动或往复运动转换成单向步进运动，常用于各种机床和自动机中实现间歇进给或回转工作台的转位。
- 工作原理
- 基本模式：棘轮机构的基本模式包括外啮合式、内啮合式等，其中外啮合式最为常见。当主动件（如摇杆）逆时针方向摆动时，驱动棘爪插入棘轮齿槽中，使棘轮跟着转过一定角度；当主动件顺时针方向摆动时，止回棘爪阻止棘轮发生顺时针方向转动，而驱动棘爪则在棘轮齿背上滑过，因此棘轮静止不动。这样，当主动件作连续的往复摆动时，棘轮便作单向的间歇运动。
- 类型特点
- 齿式棘轮机构：结构简单，制造方便，但动程只能作有级调节，噪音、冲击和磨损较大，不宜用于高速。
- 摩擦式棘轮机构：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，传动精度不高，适用于低速轻载场合。
- 设计要点
- 棘轮齿形的选择：根据载荷大小选择合适的齿形，如不对称梯形用于承受载荷较大的场合，三角形或圆弧形齿形用于载荷较小的场合。
- 模数、齿数的确定：与齿轮相同，棘轮轮齿的有关尺寸也用模数m作为计算的基本参数，但棘轮的标准模数要按棘轮的顶圆直径da来计算。
- 齿面倾斜角的确定：为使棘爪在推动棘轮的过程中始终紧压齿面滑向齿根部，应满足一定的几何关系。
- 行程和动停比的调节方法：通过改变棘轮罩的位置、改变摆杆摆角或采用多爪棘轮机构等方法实现。
- 应用实例
- 间歇送进：如牛头刨床中工作台的横向进给装置。
- 制动：如杠杆控制的带式制动器。
- 超越：如自行车后轮轴上的棘轮机构。
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