棘轮机构基础知识

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1、棘轮机构基础知识—棘轮机构(ratchetmechanism)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，软爪，棘轮、止回软爪和机架组成。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杷j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。2棘轮机构的分类方式有以下几种:按结构形式分为齿式棘轮机

2、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骡动机构实现。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。摩擦式规轮机构是川偏心扇形楔块代替齿式棘轮机构屮的棘爪，以无齿摩擦代替練轮。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，会出现打滑现彖，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。按啮介方式分外啮合棘伦机构和内啮合棘伦机构外啮合式棘伦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规轮内部。外啮合式楝轮机构rti于加工、安装和维修方便，应用较广。内

3、啮合練轮机构的特点是结构紧凑，外形尺寸小。外啮合式棘轮机构内啮合式棘轮机构按从动件运动形式分讥动式棘轮机构、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屮，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人，软伦尺寸受限，齿数较少，而主动摆杆的摆角小于软伦齿距的场合。双动式練轮机构以上介绍的棘轮机构，都只能按i个方向作单向间歇运动。双向式楝轮机构可通过改变楝爪的摆动方向，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

4、形。双向式棘轮机构3棘轮机构的应用棘轮机构的主要川途冇：间歇送进、制动和超越等，以下是应川实例。1.间歇送进图示为牛头创床，为了切削工件，创刀需作连续往复直线运动，工作台作间歇移动。当曲柄1转动时，经连杆2带动摇杆5作往复摆动；摇杆5上装冇双向棘轮机构的棘爪3,棘轮4与丝杠6固连，棘爪带动棘轮作单方向间歇转动，从而使螺母（即工作台）作间歇进给运动。若改变张动规爪的摆角，可以调节进给量；改变骡动棘爪的位證（绕白身轴线转过180。后固定），可改变进给运动的方向。1.制动图示为杠杆控制的带式制动器,制动轮与外棘轮2固结，棘爪3较接于制动轮4上A点，制动轮上围绕着山杠杆5

5、控制的钢带6。制动轮4按逆时针方向口山转动，棘爪3在棘轮齿背上滑动，若该轮向和反方向转动，则4轮被被制动。2.超越图示的煉轮机构町以用来实现快速超越运动。运动由蜗杆传到蜗伦,通过安装在蜗伦上的煉爪3驱动棘轮固连的输出轴5按图示方向慢速转动。当需要轴快速转动时，可按输出轴的方向快速转动输出轴上的手柄，这时由于手动转速人于蜗伦转速，所以棘爪在棘伦齿背滑过,从而在蜗轮继续转动时，可用快速手动來实现输出轴超越蜗轮的运动。4棘轮机构的设计要点规轮机构的设计主耍应考虑：棘轮齿形的选择、模数齿数的确定、齿面倾斜角的确定、行程和动停比的调节方法现以齿式软轮机构为例，说明其设计方法

6、1.棘轮齿形的选择对称梯杉対称忧形图示为常用齿形，不对称梯形用于承受载荷较人的场合；当棘轮机构承受的载荷较小时，可采用三角形或圆弧形齿形；矩形和对称梯形用于双向式棘伦机构。2•模数、齿数的确定与齿伦相同,棘轮轮齿的有关尺寸也用模数m作为计算的基木参数，但棘伦的标准模数要按棘轮的顶圆直径da來计算。m=da/z煉轮齿数z一般由揀轮机构的使用条件和运动要求选定。对于一般进给和分度所用的揀轮机构，可根据所要求的棘轮最小转和来确定软轮的齿数（z<250,一般取z=8〜30）,然后选定模数。3.齿而倾斜角的确定棘轮齿而与径向线所夹a称为齿而倾斜角。棘爪轴心01与轮齿顶点A的

7、连线01A与过A点的齿面法线nn的夹角p称为棘爪轴心位置角。为使棘爪在推动棘轮的过程屮始终紧压齿面滑向齿根部，应满足棘齿对规爪的法向反作川力N对01轴的力矩大于摩擦力Ff沿齿而）对01轴的力矩，即NO1Asinp>FfO1Acosp则Ff/Nvtanp因为f=tan=Ff/N所以tanp>tan炉即B>伊式屮f和分别为棘爪与软轮齿面间的摩擦系数和摩擦角，--般f取0.13〜0.2。1.行程和动停比的调节方法1）采用棘轮罩通过改变棘轮罩的位置,使部分行程棘爪沿棘轮罩表面滑过，从而实现棘轮转角大小的调整。3）采用多爪棘轮机构/的的砂小丁-个轮齿所对应的中心恥时要使楝轮

8、每次转动的