棘轮机构是由棘轮和棘爪组成的一种单向间歇运动机构。棘轮机构可将主动件的连续转动或往复运动转换成从动件的单向步进运动（或间歇运动）。

1.棘轮机构的组成

棘轮机构由棘轮、工作棘爪、止退棘爪、摇杆以及机架等组成，如图5-55所示。在棘轮机构中，主动件是棘爪，铰接在连杆机构的摇杆上。当摇杆逆时针摆动时，装在摇杆上的工作棘爪插入棘轮的齿槽中，推动棘轮转过一定角度；当摇杆顺时针摆动时，止退棘爪阻止棘轮转动，棘爪在棘齿背上滑过，此时棘轮停歇不动。因此，在摇杆做往复摆动时，棘轮作单向时停时动的间歇运动。

2.棘轮机构的类型及应用

棘轮机构的类型较多，根据棘轮机构的工作原理进行分类，可分为齿啮式棘轮机构和摩擦式棘轮机构；根据棘轮机构的结构特点进行分类，可分为外接式棘轮机构和内接式棘轮机构。棘轮机构广泛应用于各种机床、起重机的间歇进给机构、转位机构中，也常用于千斤顶上。在自行车中，棘轮机构用于单向驱动；在手动绞车中，棘轮机构常用来防止逆转。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。

（1）齿啮式棘轮机构。它是依靠棘爪的尖齿与棘轮的凹齿之间的啮合来传递运动的。齿啮式棘轮机构和摩擦式棘轮机构从动件转动的角度大小是由主动棘爪摇过的角度决定的。齿啮式棘轮机构和摩擦式棘轮机构分为外接式棘轮机构和内接式棘轮机构两种。

外接式齿啮棘轮机构的结构尺寸较大，一般以棘爪为主动件，棘轮为从动件；内接式齿啮棘轮机构的结构比较紧凑，一般以棘轮为主动件，棘爪为从动件，并具有从动件转动可超越主动件转动的运动特性。如图5-56所示，自行车的后轴链轮装置就是内接式齿啮棘轮机构，棘爪安装在自行车后轴上，链轮的外圈是链轮齿，内圈是棘轮。当链条带动飞轮逆时针转动时，链轮内的棘轮推动棘爪与车轮一起转动；当链条不动时，链轮内的棘爪与车轮一起滑过棘轮，依靠惯性作用向前转动。此时，后轴与链轮脱开，从而实现从动件（棘爪）转速超过主动件（棘轮）转速的超越作用。

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图5-55　外接式齿啮棘轮机构

图5-56　自行车后轴链轮结构

齿啮式棘轮机构的特点是结构简单紧凑、制造方便、运行可靠；转角准确，并可在一定范围内有级调节。但噪声大、冲击大和磨损大，不适合高速运转场合，常用于低速、轻载的间歇传动机构。

（2）摩擦式棘轮机构。如图5-57所示，摩擦式棘轮机构的棘爪与棘轮之间依靠摩擦楔块（或滚子）的挤压力传递运动，运动特点是可实现无级调整转角，运动过程平稳无噪声，但会出现打滑现象，使得转角精度降低。摩擦式棘轮机构主要用于低速、轻载的间歇传动机构。

图5-57　摩擦式棘轮机构

（a）外接式摩擦棘轮机构　（b）内接式摩擦棘轮机构