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棘輪機構
將主動件的均勻轉動轉換為時轉時停的周期性運動機構，稱為間歇運動機構，例如牛頭刨床 工作臺的橫向進給運動，電影放映機的送片運動等都用有間歇運動機構。下面是小編整理的棘輪機構的內容，一起來看看吧。
棘輪機構
棘輪機構（ratchet and pawl），由棘輪和棘爪組成的一種單向間歇運動機構。棘輪機構常用在各種機床和自動機中間歇進給或回轉工作臺的轉位上，也常用在千斤頂上。在自行車中棘輪機構用于單向驅動，在手動絞車中棘輪機構常用以防止逆轉。棘輪機構工作時常伴有噪聲和振動，因此它的工作頻率不能過高。
中文名
棘輪機構
外文名
ratchet and pawl
類型
單向間歇運動機構
組成
棘輪和棘爪
簡介
棘輪機構將連續轉動或往復運動轉換成單向步進運動。
棘輪機構 示意圖棘輪輪齒通常用單向齒，棘爪鉸接于搖桿上，當搖桿逆時針方向擺動時，驅動棘爪便插入棘輪齒以推動棘輪同向轉動；當搖桿順時針方向擺動時，棘爪在棘輪上滑過，棘輪停止轉動。為了確保棘輪不反轉，常在固定構件上加裝止逆棘爪。搖桿的往復擺動可由曲柄搖桿機構、齒輪機構和擺動油缸等實現，在傳遞很小動力時，也有用電磁鐵直接驅動棘爪的。棘輪每次轉過的角度稱為動程。動程的大小可利用改變驅動機構的結構參數或遮齒罩的位置等方法調節，也可以在運轉過程中加以調節。如果希望調節的精度高于一個棘齒所對應的角度，可應用多棘爪棘輪機構。
工作原理
棘輪機構的基本模式和工作原理圖示為機械中常用的外嚙合式棘輪機構，它由主動擺桿，棘爪，棘輪、止回棘爪和機架組成。主動件空套在與棘輪固連的從動軸上，并與驅動棘爪用轉動副相聯。當主動件逆時針方向擺動時，驅動棘爪便插入棘輪的齒槽中，使棘輪跟著轉過一定角度，此時，止回棘爪在棘輪的齒背上滑動。當主動件順時針方向轉動時，止回棘爪阻止棘輪發生順時針方向轉動，而驅動棘爪卻能夠在棘輪齒背上滑過，所以，這時棘輪靜止不動。因此，當主動件作連續的往復擺動時，棘輪作單向的間歇運動。
類型及特點
齒式棘輪機構棘輪機構的分類方式有以下幾種：
按結構形式
棘輪機構按結構形式分類可分為齒式棘輪機構和摩擦式棘輪機構。
齒式棘輪機構結構簡單，制造方便；動與停的時間比可通過選擇合適的驅動機構實現。該機構的缺點是動程只能作有級調節；噪音、沖擊和磨損較大，故不宜用于高速。
摩擦式棘輪機構摩擦式棘輪機構是用偏心扇形楔塊代替齒式棘輪機構中的棘爪，以無齒摩擦代替棘輪。特點是傳動平穩、無噪音；動程可無級調節。但因靠摩擦力傳動，會出現打滑現象，雖然可起到安全保護作用，但是傳動精度不高。適用于低速輕載的場合。
按嚙合方式
棘輪機構按嚙合方式分類可分為外嚙合棘輪機構和內嚙合棘輪機構。
外嚙合式棘輪機構的棘爪或楔塊均安裝在棘輪的外部，而內嚙合棘輪機構的棘爪或楔塊均在棘輪內部。
內嚙合棘輪機構外嚙合式棘輪機構由于加工、安裝和維修方便，應用較廣。內嚙合棘輪機構的特點是結構緊湊，外形尺寸小。
按從動件運動形式
棘輪機構按從動件運動形式分類可分單動式棘輪機構、雙動式棘輪機構和雙向式棘輪機構。
單動式式棘輪機構當主動件按某一個方向擺動時，才能推動棘輪轉動。
雙動式棘輪機構，在主動搖桿向兩個方向往復擺動的過程中，分別帶動兩個棘爪，兩次推動棘輪轉動。
雙動式棘輪機構常用于載荷較大，棘輪尺寸受限，齒數較少，而主動擺桿的擺角小于棘輪齒距的場合。
以上介紹的棘輪機構，都只能按一個方向作單向間歇運動。雙向式棘輪機構可通過改變棘爪的擺動方向，實現棘輪兩個方向的轉動。圖示為兩種雙向式棘輪機構的形式，雙向式棘輪機構必須采用對稱齒形。
棘輪機構
棘輪機構的核心組成部分主要包括棘輪、棘爪以及與之配合的驅動機構。棘輪，一種帶有齒狀凸起的輪子，它的齒狀設計使得棘爪能夠與之有效配合，實現間歇性的運動。棘爪，則是一個可以擺動的小部件，當它與棘輪的齒相接觸時，可以推動棘輪轉動一個齒距；而當棘爪與棘輪的齒槽相接觸時，棘輪則會被鎖定，無法繼續轉動。
棘輪機構的運動過程十分有趣。當驅動機構帶動棘爪與棘輪的齒相接觸時，棘爪會推動棘輪轉動一個齒距，然后迅速脫離，使得棘輪在慣性作用下繼續轉動。而當棘爪與棘輪的齒槽相接觸時，棘爪會阻止棘輪繼續轉動，從而實現了間歇性的運動。這種間歇性的運動方式，使得棘輪機構在諸如鐘表、步進電機等需要精確控制運動步長的場合中，展現出了極大的應用價值。
此外，棘輪機構還具有單向傳動的特性。由于棘爪只能推動棘輪在一個方向上轉動，而在另一個方向上則被鎖定，因此棘輪機構可以實現單向的傳動。這種特性使得棘輪機構在諸如卷揚機、傳送帶等需要單向傳動的設備中，得到了廣泛的應用。
總的來說，棘輪機構以其獨特的工作原理和優越的性能特點，成為了機械領域中的一種重要裝置。它的間歇運動和單向傳動特性，使得它在許多領域中都發揮著不可替代的作用。隨著科技的不斷發展，棘輪機構也將繼續得到改進和優化，為我們的生活和工作帶來更多的便利和效益。
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