图7-5 a 偏心楔块式棘轮机构
(2) 滚子楔紧式棘轮机构
图7-6为常用的摩擦式棘轮机构，构件1逆时针转动或 构件3顺时针转动时，在摩擦力作用下能使滚子2楔紧 在构件1、3形成的收敛狭隙处，则构件1、3成一体， 一起转动；运动相反时，构件1、3成脱离状态。
图7-6 滚子楔紧式棘轮机构
三、棘轮机构的特点和应用
图7－7
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图7—8所示的棘轮机构可以用来实现快速超 越运动。
运动由蜗杆1传到蜗轮2，通
过安装在蜗轮2上的棘爪3驱
动与棘轮4固联的输出轴5按
图示ω5方向慢速转动。当需 要输出轴5快速转动时，可按
输出轴5转动方向快速转动输
出轴5上手柄，这时由于手动
转速大于蜗轮转速，所以棘
爪在棘轮齿背滑过，从而在
蜗轮继续转动时，可用快速
图7-12
图7-1
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图7-4
2、棘轮转角大小的调整
(1) 采用棘轮罩 如图7-9所示。改变棘轮罩位置 ，使部分行程内棘爪沿棘轮罩 表面滑过，从而实现棘轮转角 大小的调整。
图7-9 13
(2) 改变摆杆摆角
图7-10所示棘轮机构中，通 过改变曲柄摇杆机构曲柄长 度OA的方法来改变摇杆摆角 的大小，从而实现棘轮机构 转角大小的调整。
图7-3 单向式棘轮机构
(2)双向式棘轮机构
若将棘轮轮齿做成短梯形或矩形时，变 动棘爪的放置位置或方向后，可改变棘 轮的转动方向。棘轮在正、反两个转动 方向上都可实现间歇转动。
2、摩擦式棘轮机构
(1) 偏心楔块式棘轮机构
偏心楔块式棘轮机构的工作原理与轮齿式棘轮机构相 同，只是用偏心扇形楔块代替棘爪，用摩擦轮代替棘 轮。利用楔块与摩擦轮间的摩擦力与楔块偏心的几何 条件来实现摩擦轮的单向 多爪棘轮机构
要使棘轮每次转动小于一个轮齿所对的中心角γ时，可采用棘 爪数为n的多爪棘轮机构。如图7-11所示为n=3的棘轮机构，三 棘爪位置依次错开γ/3，当摆杆转角φ1在γ≥φ1≥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φ2为 γ≥φ2≥γ/3 范围内γ/3整数倍。
FN Lsin FN fL cos 故 tan f tan
即 （7－1）
因此棘爪顺利滑入齿根的条件为：棘轮 齿面角θ大于摩擦角φ。或棘轮对棘爪 总 反 力 FR 的 作 用 线 必 须 在 棘 爪 轴 心 O1 和 棘轮轴心O2之间穿过。
当材料的摩擦系数f＝0.2时，摩擦角φ≈180，因此一般取 θ＝20O。
(2) 偏心块楔紧条件 对于图7-5b所示的偏心楔块式棘轮机构，摆杆逆时针 转动时，轮3对楔块2在接触点A作用正压力FN与摩擦 力fFN（参见图7-13）。正压力FN有松开楔块的作用， 要使楔块楔紧棘轮3，应使FN与fFN对O2的矩满足
式中，φ为摩擦角；α为 楔块廓线升角。因此偏 心块楔紧条件为：楔块 廓线升角α小于摩擦角φ。 也可用摩擦轮对偏心楔 块总反力FR的作用线必 须通过两回转中心O1和 O2的连接线段来判定。
轮齿式棘轮机构结构简单，易于制造，运动可 靠，从动棘轮转角容易实现有级调整，但棘爪 在齿面滑过引起噪声与冲击，在高速时尤为严 重。故常于低速、轻载的场合用作间歇运动控 制。
摩擦式棘轮机构传递运动较平稳，无噪音，从 动件的转角可作无级调整。但难以避免打滑现 9
图7－7所示为牛头刨床工作台横向进给机构 ，
当曲柄1转动时，经连杆2带动 摇杆4作往复摆动；摇杆4上装 有图7—4b 所示的 双向棘 轮机 构的棘爪，棘轮3与丝杠5固连 ，棘爪带动棘轮作单方向间歇 转动，从而使螺母6（工作台 ）作间歇进给运动。
若改变驱动棘爪摆角，可以调 节进给量；改变驱动棘爪的位 置（绕自身轴线转过180o后固 定），可改变进给运动的方向 。
图7-11
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3、棘轮机构的可靠工作条件
(1) 棘爪可靠啮合条件 图7-12中θ为棘轮齿工作齿面 与径向线间的夹角，称齿面 角，L为棘爪长，O1为棘爪 轴心，O2为棘轮轴心，啮合 力作用点为P（为简便起见 ，设P点在棘轮齿顶），当
图7-12
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当棘爪与棘轮开始在齿顶P啮合时，棘轮工作齿面对棘爪 的总反力FR相对法向反力FN偏转一摩擦角φ。FN对O1点的 矩使棘爪滑入棘轮齿根，而齿面摩擦力fFN有阻止棘爪滑 入棘轮齿根的作用。为使棘爪顺利滑入棘轮齿根并啮紧齿 根，两力对O1点的矩应满足
当主动摆杆作往复摆动时，从动棘 轮作单向间歇转动。
二、棘轮机构的类型
常用棘轮机构可分为轮齿式与摩擦式两大类： 1、轮齿式棘轮机构 按啮合方式可分成外啮合、内啮合棘轮机构。
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根据棘轮的运动又可分为两种情况：
(1) 单向式棘轮机构
•单向式棘轮机构的特点是摆杆向一个方向摆动时， 棘轮沿同一方向转过某一角度；而摆杆向另一个方 向摆动时，棘轮静止不动。 •双动式棘轮机构，摆杆的往复摆动，都能使棘轮沿 单一方向转动，棘轮转动方向是不可改变的。
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§7－1 棘轮机构 §7－2 槽轮机构 §7－3 不完全齿轮机构 §7－4 万向联轴节
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一、棘轮机构的基本结构和工作原理
棘轮机构基本结构如图7—l所示， 由棘轮3、棘爪2、4与主动摆杆 1、机架5组成。 主动摆杆1空套在与棘轮3固联 的从动轴上，驱动棘爪2与主动 摆杆1用转动副O1相联，止动 棘爪4与机架5用转动副O2相联， 弹簧6可保证棘爪与棘轮啮合。
图7-5 b
(3) 滚子楔紧条件
图7-6所示滚子楔紧式棘轮机构 ，滚子受力情况如图7-14所示 。图中当套筒1逆时针方向转动 时，在摩擦力FA作用下，滚子2 有逆时针滚动的趋势，因此星 轮3在接触点B对滚子有图示摩 擦力FB。摩擦力FA与FB使滚子 楔紧，其夹角为楔紧角β，而滚 子2在接触点A、B的正压力FNA 和FNB欲将滚子挤向楔形大端而 松开。
手动来实现输出轴超越蜗轮
的运动。
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四、棘轮机构设计中的主要问题
1、棘轮齿形的选择 最常见的棘轮齿形为不对称梯形，如图7-12所示。 为了便于加工，当棘轮机构承受载荷不大时，可采用三角形
棘轮轮齿（见图7-1），三角形轮齿的非工作齿面可作成直 线型和圆弧形。 双向式棘轮机构，由于需双向驱动，因此常采用矩形或对称 梯形作为棘轮齿形(图7-4)。