棘轮机构的设计主要应考虑：棘轮齿形的选择、模数齿数的确定、齿面倾斜角的确定、行程和动停比的调节方法

现以齿式棘轮机构为例，说明其设计方法

棘轮齿形的选择

常用齿形，不对称梯形用于承受载荷较大的场合；当棘轮机构承受的载荷较小时，可采用三角形或圆弧形齿形；矩形和对称梯形用于双向式棘轮机构。

模数、齿数的确定

与齿轮相同，棘轮轮齿的有关尺寸也用模数m作为计算的基本参数，但棘轮的标准模数要按棘轮的顶圆直径da来计算。

m=da/z

棘轮齿数z一般由棘轮机构的使用条件和运动要求选定。对于一般进给和分度所用的棘轮机构，可根据所要求的棘轮最小转角来确定棘轮的齿数（z≤250，一般取z=8～30），然后选定模数。

齿面倾斜角的确定

棘轮齿面与径向线所夹α称为齿面倾斜角。棘爪轴心O1与轮齿顶点A的连线O1A与过A点的齿面法线nn的夹角β称为棘爪轴心位置角。

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N对O1轴的力矩大于摩擦力Ff沿齿面）对O1轴的力矩，即

N·O1Asinβ>Ff·O1Acosβ

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。