概述
荊輪機構工作原理
外嚙合式棘輪機構分類方式
按結構形式
齒式棘輪機構分為齒式棘輪機構和摩擦式棘輪機構
齒式棘輪機構結構簡單，製造方便；動與停的時間比可通過選擇合適的驅動機構實現。該機構的缺點是動程只能作有級調節；噪音、衝擊和磨損較大，故不宜用於高速。
摩擦式棘輪機構是用偏心扇形楔塊代替齒式棘輪機構中的棘爪，以無齒摩擦代替棘輪。特點是傳動平穩、無噪音；動程可無級調節。但因靠摩擦力傳動，會出現打滑現象，雖然可起到安全保護作用，但是傳動精度不高。適用於低速輕載的場合。
按嚙合方式
內嚙合棘輪機構分外嚙合棘輪機構和內嚙合棘輪機構
外嚙合式棘輪機構的棘爪或楔塊均安裝在棘輪的外部，而內嚙合棘輪機構的棘爪或楔塊均在棘輪內部。外嚙合式棘輪機構由於加工、安裝和維修方便，套用較廣。內嚙合棘輪機構的特點是結構緊湊，外形尺寸小。
按從動件運動形式
分單動式棘輪機構、雙動式棘輪機構和雙向式棘輪機構
單動式式棘輪機構當主動件按某一個方向擺動時，才能推動棘輪轉動。雙動式棘輪機構，在主動搖桿向兩個方向往復擺動的過程中，分別帶動兩個棘爪，兩次推動棘輪轉動。
雙動式棘輪機構常用於載荷較大，棘輪尺寸受限，齒數較少，而主動擺桿的擺角小於棘輪齒距的場合。
雙動式棘輪機構
以上介紹的棘輪機構，都只能按一個方向作單向間歇運動。雙向式棘輪機構可通過改變棘爪的擺動方向，實現棘輪兩個方向的轉動。
套用
棘輪機構的主要用途有：間歇送進、制動和超越等，以下是套用實例。
間歇送進
牛頭刨床，為了切削工件，刨刀需作連續往復直線運動，工作檯作間歇移動。當曲柄1轉動時，經連桿2帶動搖桿5作往復擺動；搖桿5上裝有雙向棘輪機構的棘爪3，棘輪4與絲槓6固連，棘爪帶動棘輪作單方向間歇轉動，從而使螺母（即工作檯）作間歇進給運動。若改變驅動棘爪的擺角，可以調節進給量；改變驅動棘爪的位置（繞自身軸線轉過180°後固定），可改變進給運動的方向。
制動
為槓桿控制的帶式制動器，制動輪與外棘輪2固結，棘爪3鉸接於制動輪4上A點，制動輪上圍繞著由槓桿5控制的鋼帶6。制動輪4按逆時針方向自由轉動，棘爪3在棘輪齒背上滑動，若該輪向相反方向轉動，則4輪被被制動。
超越
棘輪機構可以用來實現快速超越運動。運動由蝸桿傳到蝸輪，通過安裝在蝸輪上的棘爪3驅動棘輪固連的輸出軸5按圖示方向慢速轉動。當需要軸快速轉動時，可按輸出軸的方向快速轉動輸出軸上的手柄，這時由於手動轉速大於蝸輪轉速，所以棘爪在棘輪齒背滑過，從而在蝸輪繼續轉動時，可用快速手動來實現輸出軸超越蝸輪的運動。
設計要點
棘輪機構的設計主要應考慮：棘輪齒形的選擇、模數齒數的確定、齒面傾斜角的確定、行程和動停比的調節方法
現以齒式棘輪機構為例，說明其設計方法
棘輪齒形的選擇
常用齒形，不對稱梯形用於承受載荷較大的場合；當棘輪機構承受的載荷較小時，可採用三角形或圓弧形齒形；矩形和對稱梯形用於雙向式棘輪機構。
模數、齒數的確定
與齒輪相同，棘輪輪齒的有關尺寸也用模數m作為計算的基本參數，但棘輪的標準模數要按棘輪的頂圓直徑da來計算。
m=da/z
棘輪齒數z一般由棘輪機構的使用條件和運動要求選定。對於一般進給和分度所用的棘輪機構，可根據所要求的棘輪最小轉角來確定棘輪的齒數（z≤250，一般取z=8～30），然後選定模數。
齒面傾斜角的確定
棘輪齒面與徑向線所夾α稱為齒面傾斜角。棘爪軸心O1與輪齒頂點A的連線O1A與過A點的齒面法線nn的夾角β稱為棘爪軸心位置角。
為使棘爪在推動棘輪的過程中始終緊壓齒面滑向齒根部，應滿足棘齒對棘爪的法向反作用力N對O1軸的力矩大於摩擦力Ff沿齒面）對O1軸的力矩，即
N·O1Asinβ>Ff·O1Acosβ
則Ff/N
因為f=tan=Ff/N
所以tanβ>tan
即β>
式中f和分別為棘爪與棘輪齒面間的摩擦係數和摩擦角，一般f取0.13～0.2。
行程和動停比的調節方法
1）採用棘輪罩
通過改變棘輪罩的位置，使部分行程棘爪沿棘輪罩表面滑過，從而實現棘輪轉角大小的調整。
2）改變擺桿擺角
通過調節曲柄搖桿機構中曲柄的長度，改變搖桿擺角的大小，從而實現棘輪機構轉角大小的調整。
3）採用多爪棘輪機構
要使棘輪每次轉動的角度小於一個輪齒所對應的中心角γ時，可採用棘爪數為m的多爪棘輪機構。
如n=3的棘輪機構，三棘爪位置依次錯開γ/3，當擺桿轉角Ф1在γ≥Ф1≥γ/3範圍內變化時，三棘爪依次落入齒槽，推動棘輪轉動相應角度Ф2為γ≥Ф2≥γ/3範圍內γ/3整數倍。
