
【机】 stationary ratchet train
fix; moor; peg; rivet; root; secure; tackle
【计】 lock-up
【化】 anchorage
【医】 fix; fixation; fixing; fixity; immobilize; lock
【计】 escapement
【化】 ratchet arrangement; ratchet gear
固定棘轮装置(Fixed Ratchet Mechanism)是一种机械传动系统中的定向锁止机构,其核心功能是通过棘轮与棘爪的啮合作用实现单向运动控制。该装置在机械工程领域被归类为"间歇运动机构"的一种实现形式,其名称中的"固定"指代装置基座的静态安装特性,与可调节式棘轮形成功能区分。
根据《机械设计手册(第五版)》的定义,典型固定棘轮装置包含三个核心组件:
在能量传输过程中,该装置通过棘爪与棘轮齿的单向啮合特性,允许驱动轴在正向旋转时传递扭矩,同时在反向旋转时产生机械自锁。这种特性使其广泛应用于起重设备、机床进给系统和汽车安全带卷收器等需要防逆转保护的场景。
《新汉英机械工程词典》将其中英文术语对应关系明确标注为:
该装置的机械效率计算遵循以下公式: $$ eta = frac{T{out}}{T{in}} = frac{mu cdot r cdot tanalpha}{mu + tanalpha} $$ 其中$mu$为摩擦系数,$r$为棘轮节圆半径,$alpha$为齿面压力角。此公式源自《机械原理(第七版)》第8章第4节。
固定棘轮装置是棘轮机构中用于防止棘轮反向运动的关键组件,其核心功能是保持棘轮单向间歇运动的稳定性。以下是详细解释:
核心部件
辅助结构
可能包含固定销、弹簧等,用于确保止动爪与棘轮齿的可靠啮合(参考中提到的固定钉设计)。
当棘轮在驱动棘爪推动下正向转动时,止动爪会在棘轮齿背滑过;而当棘轮因外力试图反向转动时,止动爪会嵌入棘轮齿槽,通过机械锁止阻止逆转(如卷扬机防反转案例)。
长期使用可能导致止动爪磨损,需定期检查(指出其噪音和精度问题)。对于高精度场景,常需配合其他制动装置使用。
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