结构:
1.由棘轮和棘爪组成的一种单向间歇运动机构。它主要由摇杆、棘爪(pawl)和外棘轮(externalratchet)所组成。摇杆为运动输入构件,棘轮为运动输出构件。当摇杆逆时针摆动时,铰接在杆上的棘爪插入棘轮的齿内,使棘轮同时转过一定角度。当摇杆顺时针摆动时,棘爪在棘轮的齿上滑过,棘轮静止不动。这样,当摇杆作连续的往复摆动时,棘轮便得到单向的间歇转动。
2.它将连续转动或往复运动转换成单向步进运动。棘轮轮齿通常用单向齿,棘爪铰接于摇杆上,当摇杆逆时针方向摆动时,驱动棘爪便插入棘轮齿以推动棘轮同向转动;当摇杆顺时针方向摆动时,棘爪在棘轮上滑过,棘轮停止转动。为了确保棘轮不反转,常在固定构件上加装止逆棘爪。摇杆的往复摆动可由曲柄摇杆机构、齿轮机构和摆动油缸等实现,在传递很小动力时,也有用电磁铁直接驱动棘爪的。棘轮每次转过的角度称为动程。
1.棘轮齿面与径向线所夹α称为齿面倾斜角。棘爪轴心与轮齿顶点A的连线A与过A点的齿面法线的夹角β称为棘爪轴心位置角。
2.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对轴的力矩大于摩擦力Ff沿齿面)对轴的力矩,即
Asinβ>Ff·Acosβ
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。