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棘轮机构

作者: 2012年06月13日 学习资料 ⁄ 共 94字 ⁄ 字号 评论 4 条

英文名称: ratchet mechanism

定义: 含有棘轮和棘爪的主动件作往复运动,从动件作步进运动的机构。

 

棘轮机构棘轮机构

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。

 

 

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  1. 管理员
    yyn 2012年06月13日 下午 10:11  @回复  Δ1楼 回复

    棘轮机构 – 设计要点

    棘轮机构的设计主要应考虑: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
    现以齿式棘轮机构为例,说明其设计方法
    棘轮齿形的选择
    常用齿形,不对称梯形用于承受载荷较大的场合;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轮机构。
    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。
      m=da/z
    棘轮齿数z一般由棘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棘轮机构,可根据所要求的棘轮最小转角来确定棘轮的齿数(z≤250,一般取z=8~30),然后选定模数。
    齿面倾斜角的确定
    棘轮齿面与径向线所夹α称为齿面倾斜角。棘爪轴心O1与轮齿顶点A的连线O1A与过A点的齿面法线nn的夹角β称为棘爪轴心位置角。
    为使棘爪在推动棘轮的过程中始终紧压齿面滑向齿根部,应满足棘齿对棘爪的法向反作用力N对O1轴的力矩大于摩擦力Ff沿齿面)对O1轴的力矩,即
      N·O1Asinβ>Ff·O1Acosβ
      则Ff/N
      因为f=tan=Ff/N
      所以tanβ>tan
      即β>
      式中f和分别为棘爪与棘轮齿面间的摩擦系数和摩擦角,一般f取0.13~0.2。
    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。
    2)改变摆杆摆角
    通过调节曲柄摇杆机构中曲柄的长度,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)采用多爪棘轮机构
    要使棘轮每次转动的角度小于一个轮齿所对应的中心角γ时,可采用棘爪数为m的多爪棘轮机构。
      如n=3的棘轮机构,三棘爪位置依次错开γ/3,当摆杆转角Ф1在γ≥Ф1≥γ/3范围内变化时,三棘爪依次落入齿槽,推动棘轮转动相应角度Ф2为γ≥Ф2≥γ/3范围内γ/3整数倍。


  2. 管理员
    yyn 2012年06月13日 下午 10:12  @回复  Δ2楼 回复

     

    棘轮机构外啮合式棘轮机构

    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。当主动件顺时针方向摆动时,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。


  3. 管理员
    yyn 2012年06月13日 下午 10:15  @回复  Δ3楼 回复

    留言是种美德,写点什么…


  4. 管理员
    yyn 2012年06月13日 下午 10:20  @回复  Δ4楼 回复

     

    棘轮机构 – 图例

     

    棘轮机构外啮合棘轮机构
    棘轮机构内啮合棘轮机构
    棘轮机构钩头双动式棘轮机构
    棘轮机构直推双动式棘轮机构
    棘轮机构可变向棘轮机构
    棘轮机构可变向棘轮机构
    棘轮机构棘条机构
    棘轮机构外摩擦式棘轮机构
    棘轮机构内摩擦式棘轮机构
    棘轮机构滚子内接摩擦式棘条机构

     

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