滾柱式超越離合器根其內(nèi)軛（星輪）位置不同分為外星輪為外星輪和內(nèi)星輪兩種，所謂軛是指圓柱與圓柱孔的共軛面，而星輪是具有容納滾柱的凹槽的零件。為了便于加工和保證加工精度，內(nèi)星輪式的被廣泛采用。按星輪工作面的形狀不同，又可分為平面型、對(duì)數(shù)螺旋面型和偏心圓柱面型等三種。其中平面型加工簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛，但其楔觸角不隨滾柱磨損和接觸位置的不同而改變而改變而變化，但加工較困難；偏心圓柱面的加工難易程度、使用性能、壽命均居于前二者之間。
如下圖所示，半徑為r的滾子3，與外星輪2切于D點(diǎn)并與內(nèi)軛1切于C點(diǎn)，過(guò)切點(diǎn)C、D的切線交于P點(diǎn)，其夾角a稱為楔角，角為超越離合器最重要的參數(shù)之一。滾子與內(nèi)外軛角為超越離合器最重要的參數(shù)之一。滾子與內(nèi)外軛接觸面間的摩擦因數(shù)分別為μ1、μ2、。
（a）單向型滾柱超越離合器
（b）帶撥爪的單向型超越離合器
（c）帶撥爪的雙向型超越離合器
①單向型
離合器滾柱在彈簧力作用下，始終與外軛圈和星輪接觸。當(dāng)外軛圈主動(dòng)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)或內(nèi)星輪主動(dòng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，
離合器均進(jìn)入楔合狀態(tài)，即工作狀態(tài)；反之，
離合器為脫開(kāi)狀態(tài)。
②帶撥爪的單向型
離合器這種
離合器比單向型
離合器增設(shè)了撥爪，不論外軛圈或星輪何者主動(dòng)，只能傳遞單向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)外軛主動(dòng)時(shí)，通過(guò)撥爪撥動(dòng)滾柱使運(yùn)動(dòng)中斷。撥爪和傳動(dòng)系統(tǒng)中起操縱用的運(yùn)動(dòng)未中斷前和離合器一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
③帶撥爪的雙向型
離合器它和帶撥爪單向型
離合器的區(qū)別在于有對(duì)稱布置的星輪工作面和滾柱，不論外軛圈和星輪何者主動(dòng)，均能兩個(gè)方向傳遞運(yùn)動(dòng)。當(dāng)拔爪主動(dòng)外軛固定、內(nèi)星輪與從動(dòng)軸相連時(shí)，撥爪可雙向帶動(dòng)內(nèi)星輪轉(zhuǎn)動(dòng)，也可通撥爪來(lái)使傳動(dòng)中斷，撥爪可由傳動(dòng)系統(tǒng)中起操縱作用的運(yùn)動(dòng)鏈或直接用杠桿來(lái)控制，使從動(dòng)軸作正、反轉(zhuǎn)輸出，是一種可逆離合器。
滾柱式單向超越離合器如下圖所示，其主要技術(shù)參數(shù)和尺寸系列見(jiàn)下表。
滾柱式單向超越離合器的主要技術(shù)參數(shù)
|
技術(shù)特性 |
離合器直徑D/mm |
|
32 |
40 |
50 |
65 |
80 |
100 |
125 |
160 |
200 |
|
滾柱數(shù)z |
|
3 |
5 |
3 |
5 |
|
許用轉(zhuǎn)矩[T]/N·m |
2.5 |
4.5 |
8.5 |
16.5 |
33 |
55 |
70 |
120 |
210 |
390 |
770 |
|
允許總的接合次數(shù)（壽命） |
5×106 |
|
允許每分鐘最高接合次數(shù)/min-1 |
250 |
200 |
160 |
125 |
100 |
80 |
65 |
50 |
40 |
|
超越時(shí)的極限轉(zhuǎn)速/r·min-1 |
3000 |
2500 |
2000 |
1500 |
1250 |
1000 |
800 |
630 |
500 |
|
以極限轉(zhuǎn)速超越時(shí)，對(duì)外環(huán)的允許最大摩擦轉(zhuǎn)矩/N·m |
0.2 |
0.22 |
0.42 |
0.5 |
1 |
1.7 |
2.1 |
2.4 |
4.2 |
7.8 |
16 |
|
接合時(shí)離合器的最大空轉(zhuǎn)角度 |
3º |
2º30′ |
2º |
1º30′ |
1º |
45′ |
30′ |
注：1.表中所列許用轉(zhuǎn)知為在每分鐘高接合次數(shù)和極限轉(zhuǎn)速情況下的數(shù)值，當(dāng)實(shí)際每分鐘接合次數(shù)和轉(zhuǎn)速低于此極限時(shí)，許用轉(zhuǎn)矩可以提高20%。
2.當(dāng)滾柱磨損量達(dá)到直徑的1.5%時(shí)，楔角急劇增加大，將導(dǎo)致離合器打滑。
3.超過(guò)允許總的接合次數(shù)時(shí)，由于零件摩損，也將使離合器打滑。
滾柱式單向超越離合器的尺寸系（系考） /mm
|
D |
滾柱數(shù)z |
許用轉(zhuǎn)矩[T]/N·m |
D1
(k6) |
d1
(h6) |
d
(H7) |
B |
B1 |
b
(H8) |
t
(H11) |
b1
(h8) |
l
(i9) |
K |
|
32 |
3 |
2.5 |
45 |
4 |
10 |
12 |
1800.24 |
3 |
11.1 |
3 |
8 |
1.2 |
|
12 |
4 |
13.6 |
|
14 |
15.6 |
|
40 |
4.5 |
55 |
5 |
14 |
15 |
22 |
4 |
10 |
1.8 |
|
16 |
5 |
17.9 |
|
18 |
19.9 |
|
50 |
8.5 |
70 |
6 |
16 |
18 |
2500.24 |
17.9 |
5 |
12 |
2.3 |
|
18 |
19.9 |
|
20 |
6 |
22.3 |
|
65 |
16.5 |
85 |
8 |
16 |
20 |
2800.28 |
5 |
17.9 |
14 |
|
20 |
6 |
22.3 |
|
25 |
8 |
27.6 |
|
80 |
3 |
33 |
105 |
10 |
20 |
250-0.15 |
3500.34 |
6 |
22.3 |
6 |
18 |
2.6 |
|
25 |
8 |
27.6 |
|
30 |
32.6 |
|
35 |
10 |
37.9 |
|
5 |
55 |
25 |
8 |
27.6 |
|
30 |
32.6 |
|
35 |
10 |
37 |
|
100 |
3 |
70 |
130 |
13 |
25 |
300-0.15 |
4500.34 |
8 |
37.9 |
8 |
24 |
3.2 |
|
30 |
27.6 |
|
35 |
10 |
37.6 |
|
40 |
12 |
42.9 |
|
5 |
120 |
30 |
8 |
32.6 |
|
35 |
10 |
37.9 |
|
40 |
12 |
42.9 |
|
125 |
5 |
210 |
160 |
16 |
35 |
350-0.25 |
5500.40 |
10 |
37.9 |
8 |
28 |
3.2 |
|
40 |
12 |
42.9 |
|
45 |
14 |
48.3 |
|
50 |
16 |
53.6 |
|
160 |
390 |
200 |
20 |
70 |
400-0.25 |
6000.40 |
20 |
74.3 |
12 |
32 |
3.3 |
|
200 |
770 |
250 |
25 |
90 |
500-0.30 |
7000.40 |
24 |
95.2 |
40 |
注：1.根據(jù)傳動(dòng)要求，外環(huán)、星輪可以和傳動(dòng)件做成一體。
2．離合器的技術(shù)要求：同一離合器的滾柱直徑尺寸允差，D≤80mm時(shí)，允差為0.005mm；D>80mm時(shí)，允差為0.008mm.頂銷(xiāo)在孔中不應(yīng)有咬住現(xiàn)象，應(yīng)保證頂銷(xiāo)和滾柱在任何位置上都能始終接觸。用手輕微沿軸向推動(dòng)離合器星輪時(shí)，應(yīng)保證頂銷(xiāo)和滾柱在任何位置上都能始終接觸。用手輕微沿軸向推動(dòng)離合器星輪時(shí)，應(yīng)感覺(jué)到滾柱和蓋板、蓋板和外環(huán)間有少量的間隙。
超越離合器的工作過(guò)程可分成四個(gè)階斷，即鎖緊，加速、工作、脫開(kāi)。
①鎖緊外輪開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，使?jié)L柱與外軛及星輪同時(shí)鎖緊時(shí)鎖緊，接觸法向壓力Q從0上升到Qj=Tj/z（L±r1）tan(a/2)的過(guò)程（t=0～t1過(guò)程）。
②加速外軛圈繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，直到星輪的角速度與外軛圈角速度相同為止，這個(gè)過(guò)程為動(dòng)態(tài)鎖緊（t=t1～t2過(guò)程）。
③工作外軛圈、滾柱、星輪成為一體，無(wú)相對(duì)滑運(yùn)，傳遞動(dòng)力和動(dòng)動(dòng)（t=t2～t3過(guò)程）。
④脫開(kāi)接觸法向壓力Q從Qj下降到0的過(guò)程，該過(guò)程與鎖緊過(guò)程對(duì)稱（t=t3～t4過(guò)程）。
通過(guò)對(duì)各過(guò)程中載荷與時(shí)間分析可行動(dòng)載荷曲線如上圖。在
離合器工作循環(huán)的四個(gè)過(guò)程中，接觸面法向載荷Q的變化是不同的。在鎖、脫開(kāi)過(guò)程中Q與時(shí)間呈線性變化，而在加速和工作過(guò)程中呈非線性變化，加速過(guò)程中速出現(xiàn)了Q的最大值，約為靜接觸正壓力Q的1.2～1.4倍。因此，在對(duì)
超越離合器進(jìn)行接觸強(qiáng)度分析時(shí)，應(yīng)以動(dòng)載荷Q為準(zhǔn)。
構(gòu).gif)
星輪滾柱式超越離合器局部結(jié)構(gòu).gif)
星輪滾柱超越離合器.gif)
間變化曲線.gif)