棘轮是一种用于限制旋转或线性运动仅为一个方向的机构。棘轮的设计不同,但基本组成部分是相当普遍的。棘轮由三个主要部分组成:一个圆齿轮,一个棘爪和一个底座。
可能有额外的和不同的部分,组成一个特定的棘轮装置。为了使棘爪与齿轮保持接触,常常给棘爪施加一种力。弹簧或杠杆系统通常用来实现这一点。杠杆系统包括将爪转换为一级杠杆(参阅杠杆页面了解更多有关该主题的信息)。在这种能力下,棘爪旋转到啮合齿轮的位置。这种类型的设计可以用来创建一个可以改变受限运动方向的机构。
齿轮或齿条的几何形状通常设计为在齿的一侧有一个斜坡特征,导致急剧下降,当线性或旋转方向相反时限制爪的运动。大多数棘轮机构不是很大,因为只需要一个小的垂直壁,以防止在一个方向的运动。然而,在具有大量力的应用中,为了充分支持这些力,需要考虑材料的选择、厚度和整体设计。
由齿轮组成的棘轮通常是圆形的,由均匀但不对称的齿组成,旨在限制运动到一个单一的方向。在齿轮的牙齿的一边的边缘有一个陡峭的斜坡(通常几乎垂直于齿轮的周长的切线),而齿轮的牙齿的其他边缘有一个中等或逐渐的斜坡。直线齿条:一些棘轮设计利用直线齿条代替一个圆齿轮。在直线齿条上的齿的设计是完全相同的,它是与一个圆齿轮。
棘爪是与齿轮或直线齿条接触的部分。当齿轮(直线齿条)旋转(线性移动)在一个方向(逆时针),棘爪将滑过牙齿,而不限制设备的自然运动。当运动方向反转时,棘爪会接触到齿轮上的陡坡,从而阻碍运动。
齿轮或线性机架和棘爪通常安装在一个固定的关系,彼此在一个mount。
另一种常见的棘轮机构是旋转门。旋转门允许向一个方向旋转,但锁在相反的方向,以允许像地铁这样的地方的人流量的单向流动。
棘轮机构最常见的应用可能是系拉链。棘轮机构的设计允许拉链系紧,但当施加一个力试图松开领带时锁住。
一组爪可用于一次旋转齿轮一个或多个齿,同时也防止在另一个方向的运动。这种方法的一个应用可以在棘轮带的收紧机制中看到。当棘轮皮带的手柄被提起时,齿轮被提升一个或多个齿。
许多工具的特点是棘轮机构,允许紧固件或螺纹组件紧固或松开,而不需要连续旋转或重新设置工具的位置。套筒扳手是一个常见的例子。
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