外星轮滚柱式超越离合器的设计
！量 Ｑ 二三Ｚ ＣＮ４１—１１４８／ＴＨ 轴承２０１２９５期 Ｂｅａｒｉｎｇ ２０１２，Ｎｏ．５ 外星轮滚柱式超越离合器的设计 陈怀刚，梁兴江，李慎华，赵圣卿 （洛阳轴研科技股份有限公司，河南 洛阳４７１０３９） 摘要：介绍了外星轮滚柱式超越离合器的基本结构及工作原理，分析了接触角及其他参数的选取，最后给出了 该类型超越离合器的一般设计方法。 关键词：超越离合器；外星轮；滚柱；接触角；转矩 中图分类号：ＴＨ１３３．４ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１０００—３７６２（２０１２）０５—００１５—０４ 符号说明 ６——滚柱长度，ｍｍ ｃ——滚柱与工作面的接触点到离合器轴心 线间的距离，ｍｍ ｄ——滚柱直径，ｍｍ Ｄ——内环直径，ｍｍ ——当量弹性模量，ＭＰａ ——外星轮对滚柱的摩擦力，Ｎ ＦＢ——内环对滚柱的摩擦力，Ｎ ——弹簧压紧力，Ｎ Ｋ ——与原动机类型有关的动载荷系数 Ｋ２——与工作机类型有关的动载荷系数 ——精度系数 ￡——滚柱中心到离合器中心间的距离，ｍｍ ｍ——滚柱质量，ｋｇ ——离合器转速，ｒ／ｍｉｎ ⅣＡ——外星轮对滚柱的正压力，Ｎ Ⅳ ——内环对滚柱的正压力，Ｎ ——外星轮对滚柱的合力，Ｎ ——内环对滚柱的合力，Ｎ ——离合器的计算转矩，Ｎ・ｍｉｌｌ ——离合器需要传递的转矩，Ｎ・ｍｍ ｚ——滚柱数 ， ——滚柱与外星轮、内环间的静摩擦系 数 ——接触角，（。） ——外楔角，（。） ——内楔角，（。） Ｐ ——滚柱与外星轮接触点的当量半径，ｍｍ 收稿日期：２０１１—１１—１８；修回日期：２０１２—０２—２８ Ｈ——接触应力，ＭＰａ ［ｏｒ ］——许用接触应力，ＭＰａ 外星轮滚柱式超越离合器是一种通过主、从 动部分相对运动速度的变化或旋转方向的变换能 自动接合或脱开的离合器。这种离合器仅在一个 方向上输入传递扭矩，而当输入方向相反或者在 传动方向上输出端转速超过输入端转速时，则自 动脱开。 １基本结构及工作原理 外星轮滚柱式超越离合器基本结构如图１所 示，主要由外星轮、内环、滚柱、保持架和弹簧等零 件构成，依靠滚柱的楔紧作用传递扭矩。为了获 得楔形间隙，实现夹紧或放松滚柱，以达到离合器 接合或松脱的目的，外星轮的工作面通常情况下 为３个轴向平面，另外，工作表面也有对数螺旋面 和偏心圆弧面等不同形式。其中，平面形式的外 星轮工作面容易加工，但楔角随滚柱和平面的磨 损会发生变化，此形式的离合器使用寿命不长；对 数螺旋面的楔角为常数，不随磨损而变化，此形式 的离合器工作性能稳定，使用寿命长，但加工困 难；偏心圆弧面的加工难易程度和使用寿命则在 前两种形式之间，此形式的离合器使用寿命比平 面形式的高３—３．５倍。但若在平面形式的工作 面上镶嵌硬质合金块，则其耐磨性会显著提高口Ｊ。 图１所示的外星轮工作面为偏心圆弧面形式。 如图１所示，外星轮上具有与滚柱数目相同 的型腔，滚柱通过保持架定位，保持架则通过外星 轮型腔定位，在弹簧的作用下，滚柱滑至外星轮型 腔中的工作面上，当在内环上施加转矩时，滚柱就 被楔入内环和外星轮工作面之间，同时闭锁这些
零件来传递转矩，离合器处于自锁状态。这些滚 ・１６・ 《轴承））２０１２．Ｎｏ．５
１一外星轮（从动元件）；２一内环（主动兀件）；３一弹簧； ４一滚柱；５一保持架 图１ 外星轮滚柱式超越离合器结构示意图 柱的楔入仅在主动元件（内环）试图比从动元件 （外星轮）转动得快时才出现；而当从动元件试图 比主动元件转动得快时，滚柱就从楔住状态脱开， 并在外星轮和内环的滑动面上滚动或滑动，此时 外星轮与内环脱开，离合器处于超越状态 Ｊ。 ２接触角的选取 接触角是超越离合器的重要参数之一，对超 越离合器的工作性能有显著影响。因此，实现外 星轮滚柱式超越离合器正常工作的关键是选择恰 当的接触角 。 ２．１受力分析 当内环受逆时针方向转矩或外星轮受顺时 针方向转矩时，滚柱被楔入内环和外星轮工作面 之间，离合器传递转矩，滚柱处于平衡状态。下 面以滚柱为分析对象，其受力情况＿３ 如图２所 示。
图２滚柱受力分析图 滚柱与外星轮的接触点Ａ处，滚柱受正压力 Ⅳ ，方向由 指向滚柱中心点０；外星轮对滚柱的 摩擦力 ，方向沿Ａ点的切线向左；两者的合力为 尺 ，方向沿ＡＢ的连线由Ａ指向Ｂ。 滚柱与内环相接触点 处，滚柱受正压力 Ⅳ ，方向由Ｂ指向滚柱中心点０；内环对滚柱的摩 擦力 ，方向沿 点的切线向左；两者的合力为 尺 ，方向沿ＡＢ的连线由Ｂ指向Ａ。 弹簧压紧力 及弹簧对其产生的摩擦力很 小，为简化计算忽略不计。此时，滚柱处于平衡状 态，由平衡条件得 Ｒ ： ： ：Ｒ 。 （１） 一 ＣＯＳ ＣＯＳ∞ ～ 滚柱所受摩擦力为 ＦＡ＝ＮＡｔａｎ １０， （２） ＦＢ＝ＮＢｔａｎ∞。 （３） 接触角为 ＝ ＋∞。 （４） 如图２所示，在ＡＡＯＢ中，由于ＯＡ＝ＯＢ＝ ｄ／２，则ｔ，＝ｔＯ，即该类型超越离合器的内、外楔角 相等，且为其接触角的一半，故Ｆ ＝Ｆ ，Ｎ ＝Ｎ 。 ２．２自锁条件的确定 若要离合器达到自锁，必须使滚柱与外星轮 和内环之间的实际摩擦力 ， 不大于滚柱与外 星轮和内环之问的最大静摩擦力，即 ＦＡ≤ ＡＮＡ， （５） ＦＢ≤ ＢＮＢ， （６） 化简可得 ＝ ＋ ≤ａｒｃｔａｎ Ａ＋ａｒｃｔａｎ Ｂ。 （７） 通常情况下，由于外星轮、滚柱、内环的材料、 表面硬度和表面粗糙度基本相同，所以 ＝ ，则 该类型离合器的自锁条件为 Ｏｔ￣＜２ａｒｃｔａｎ／ｘＡ。 （８） ２．３接触角的选取 通常，本类型超越离合器的外星轮、滚柱和内 环的材料都为ＧＣｒｌ５，钢一钢之间的静摩擦系数一 般取０．１０—０．１５，则 ≤ｌ１。２０ ～１７。４ 。若Ｏｔ角 太大，滚柱不易锁紧；若 角太小，则承受转矩时 接触应力较大，自锁后再转为超越状态时，滚柱不 易脱开。 对于工作面为平面的外星轮，一般可取ａ＝ ６。～８。（设计时一般取７。）；而工作面为偏心圆弧 面或对数螺旋面的外星轮，由于滚柱磨损等因素 对Ｏｔ的影响不大，可取Ｏ／＝１０。一１２。， 的试验极 限值约为１４。一１７ ｏ［４１。 ３其他结构参数的选取 在符合结构需要的条件下，超越离合器各组 件的尺寸应尽可能小，既能减轻质量、降低成本， 又可以相应地减小离心力的影响。一般选取原则 如下：滚柱数取 ＝３—６，有需要时也可取 ＝８～ ｌ ２ ３ ４ ５
陈怀刚，等：外星轮滚柱式超越离合器的设计 １２，滚柱长度和直径的比值取ｂ／ｄ＝１．５～３；内环 直径和滚柱直径的比值取Ｄ／ｄ＝７～９。表１列出 了各种用途超越离合器的 ，Ｄ／ｄ及ｂ／ｄ值。 表１ ｚ，Ｄ／ｄ及ｂ／ｄ值
４设计计算 ４．１ 离合器的计算转矩 离合器的计算转矩为 ＝ （Ｋ ＋ ） ， （９） 式中： ， 值的选取分别见表２、表３；考虑到零 件加工精度对滚柱间载荷分布不均匀的影响，外 星轮工作面为平面时Ｋ３＝１．１０～１．５０；为偏心圆 弧面或对数螺旋面时Ｋ３＝１．０—１．２５。 表２系数Ｋ．的取值 原动机类型 电动机、液压传动０．２５ １２缸０．３０ 内燃机６缸０．４０ ４缸０．５０ 表３系数 的取值 工作机类型 轻型金属切削机床、木工机床、运输机、斗式提升机、卷扬机１．２０ 磨床、冲床、剪床、压榨机、架空索道 １．４０ 拖拉机、气锤、抛光滚筒、磨机、矿井通风机 １．６０ 吊车、挖掘机械、锻压机械、破碎机、碾砂机 ２．Ｏ０ 重型轧钢机、球磨机 ２．８０ ４．２接触强度计算 若不考虑弹簧压紧力及滚动摩擦力，则滚柱 与外星轮接触点的正压力为 ］ ＝ ， （１Ｏ） 式中：一般情况下 ＝０．１。 接触应力可用Ｈｅｒｔｚ接触理论的线接触应力 基本公式计算 ，即 一叭 ８层， …） 式中：ｐ ＝ １ Ｄ・ｄ／（Ｄ—ｄ）；钢对钢的当量弹性模 量Ｅ ＝２０６ ＧＰａ。应使 ≤［ ］，许用接触应力 ［１７＂ ］值见表４。 表４许用接触应力 １０ １０６ （０．５—１）×１０ １ ４２２～１ ７６６ ３ Ｏ４１—３ ２３７ ４ １２０ ４．３弹簧压紧力 弹簧压紧力通过滚柱中心，为保证滚柱与外 星轮接触，应克服离心力产生的摩擦力，所以弹簧 压紧力需满足 ］ 。 （１２） ４．４滚柱与工作面的接触点到离合器轴心线间 的距离 滚柱与工作面的接触点到离合器轴心线间的 距离Ｃ为离合器设计的一个关键参数，通过它可 以确定滚柱和外星轮的接触点位置。Ｃ值由下式 得到 Ｃ＝（ ＋ｄ）／２ＣＯＳ ＋ｄ／２。 （１３） ５设计举例 具体的设计计算过程如图３所示。 初始数据：需传递的扭矩ｔ Ｊ Ｉ 由（９）式计算出 Ｉ 根据工作特点选择外星轮工作面的形状及接触角口 Ｉ 根据离合器的工作空间尺寸选取 ｄ和Ｄ，并由 表ｌ协调它ｑｌ，Ｌ间的关系，初步选定ｂ，ｄＣｌ４１Ｄ Ｉ 由（１０）～（１１）式计算接触点的正压力Ｎ和接触应力ｄＨ Ｎ 由（１２）～（１３＞式计算Ｆ 和Ｃ Ｉ 图３计算流程图 某种场合用超越离合器的设计要求如下：工 作最高转速ｎ＝１６ ０００ ｒ／ｍｉｎ，传递最大转矩 ＝ ４Ｏ Ｎ・ｍ，离合器需要楔紧的次数为１Ｏ 次，Ｅ Ｗ－ ２０６ ＧＰａ，安装空间尺寸为ｑｂ２５ ｍｍ×ｑ
ｂ４２ ｍｍ× ・１８・ 《轴承）２０１２．Ｎｏ．５ １６ ｍｍ。 现根据要求设计了一个外星轮滚柱式超越离 合器，其工作面为偏心圆弧面，ｏｔ＝１０。，Ｄ： ３０ ｍｍ，ｄ＝４ ｍｍ，ｂ＝１２ ｍｍ， ＝１２。由（９）一（１１） 式分别得 ＝８８．８ Ｎ・ｍ，ＮＡ＝４ ９３３．３ Ｎ，ｏｒＨ＝ ２ ５３２．２ ＭＰａ。由于离合器需要楔紧的次数为 １Ｏ ，由表４知［ｏｒＨ］＝３ ０４１—３ ２４７ ＭＰａ，可知 ｏｒ ≤［ｏｒ ］，所以选取的结构参数满足设计要求。 将结构参数代人（１１）～（１２）式，得ＦＴ＝２．８５ Ｎ， Ｃ＝１８．７４２ ｍｍ ６ 结束语 给出了外星轮滚柱式超越离合器的一般设 计方法，在实际的设计过程中应尽量考虑离合器 的径向尺寸，特别是高速条件下，较小的径向尺 寸可减小离心力的影响。还要考虑主要零件的 材料，应使主要零件结合面具有较高的硬度和耐 磨性，心部具有一定的韧性，能够承受冲击而避 免碎裂。为避免打滑，应保证弹簧及外星轮有足 够的刚度。 参考文献： ［１］徐灏，蔡春源．机械设计手册：第４册［Ｍ］．北京：机 械工业出版社，２００１． ［２］章永锋．航空发动机设计手册：第１３册［Ｍ］．北京： 航空工业出版社，２００１． ［３］ 王冠兵，唐开义，曹存厚．冲压外圈超越离合器滚柱 轴承的设计［Ｃ］／／１９９１滚动轴承产品设计与应用学 术年会论文集：上册．洛阳：中国轴承工业协会技术 委员会，１９９１． ［４］ 阮忠唐．联轴器、离合器设计与选用指南［Ｍ］．北京： 化学工业出版社，２００６． ［５］ 张展．联轴器、离合器与制动器设计选用手册［Ｍ］． 北京：机械工业出版社，２００９． （编辑：温朝杰） （上接第４页） 或塔顶载荷转化计算得到，在分析、设计及校核轴 承时可以根据具体的要求描述载荷谱。 风电转盘轴承在作静强度分析、设计和校核 时，应考虑各种工况下的极限载荷，根据需要将各 个载荷分量最大值、最小值及其对应的工况、要求 安全系数在载荷谱中描述出来，合格的转盘轴承 应该能够满足每种载荷情况的要求。 滚动接触疲劳作为转盘轴承滚道的主要失效 形式，设计时必须考虑，风电转盘轴承工作于复杂 的多载荷情况下，在描述滚动接触疲劳载荷谱时 应描述出风电转盘轴承各种工况对应的载荷大 小、等效转动角度或圈数等信息。 参考文献： ［１］ 熊礼俭．风力发电新技术与发电工程设计、运行、维 护及标准规范实用手册［Ｍ］．北京：中国科技文化 出版社，２００５． ［２］ Ｅｒｉｃｈ Ｈａｕ．Ｗｉｎｄ Ｔｕｒｂｉｎｅｓ Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ，Ｔｅｃｈｎｏｌｏ－ ｇｉｅｓ，Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，Ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ［Ｍ］．２ｎｄ ｅｄ．Ｂｅｄｉｎ： Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，２００６． ［３］单光坤，刘颖明，姚兴佳．大型风力发电机组变桨 距机构分析与实验研究［Ｊ］．沈阳工业大学学报， ２００７，２９（２）：２０９—２１２． ［４］张仲柱，王会社，赵晓路，等．水平轴风力机叶片气 动性能研究［Ｊ］．工程热物理学报，２００７，２８（５）： ７８１—７８３． ［５］刘雄，陈严，叶枝全．水平轴风力机气动性能计算模 型［Ｊ］．太阳能学报，２００５，２６（６）：７９２—８００． ［６］Ｇｅｒｍａｎｉｓｃｈｅｒ Ｌｌｏｙｄ．Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗｉｎｄ Ｔｕｒｂｉｎｅｓ［Ｒ］．Ｇｅｒｍａｎｙ：Ｇｅｒｍａｎｉｓｃｈｅｒ Ｌｌｏｙｄ， Ｈａｍｂｕｒｇ，２０１０． ［７］Ｈａｒｒｉｓ Ｔ Ａ，Ｒｕｍｂａｒｇｅｒ Ｊ Ｈ，Ｂｕｔｔｅｒｆｉｅｌｄ Ｃ Ｐ．Ｗｉｎｄ Ｔｕｒｂｉｎｅ Ｄｅｓｉｇｎ Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅ ＤＧ０３：Ｙａｗ＆Ｐｉｔｃｈ Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｌｉｆｅ［Ｒ］．Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ ＮＲＥＬ／ＴＰ一５００— ４２３６２，２００９． ［８］ＪＢ／Ｔ ２３００－－１９９９，回转支承［Ｓ］． ［９］Ｓｃｈａｅｆｆｌｅｒ ＫＧ．Ｃａｔａｌｏｇ ４０４ Ｓｌｅｗｉｎｇ Ｒｉｎｇ［ＤＢ／ＯＬ］． ｗｗｗ．ｉｎａ．ｃｏｎ．２０Ｏ９． ［１０］ＩＭＯ．ＤＶ １０５Ｅ Ｓｌｅｗｉｎｇ Ｒｉｎｇ ｐｒｏｄｕｃｔ Ｃａｔａｌｏｇ［ＤＢ／ ＯＬ］．ｗｗｗ。ｇｏｉｍｏ．ｃｏｍ，２００９． ［１ １］ＩＥＣ．Ｗｉｎｄ Ｔｕｒｂｉｎｅｓ——Ｐａｒｔ １：Ｄｅｓｉｇｎ Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ 『Ｓ］．３ｒｄ ｅｄ．ＩＥＣ ６１４００—１：２００５． ［１２］侯宁．影响回转支承承载能力的四个参数［Ｊ］．建筑 机械，２００２（１）：２１—２２． ［１３］Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｂｅａｒｉｎｇｓ——Ｄｙｎａｍｉｃ Ｌｏａｄ Ｒａｔｉｎｇｓ ａｎｄ Ｒａｔｉｎｇ Ｌｉｆｅ『Ｓ］．Ｇｅｎｅｖａ．２００７． ［１４］Ｒｏｔｈｅ Ｅｒｄｅ．Ｓｌｅｗｉｎｇ Ｂｅａｒｉｎｇｓ［ＤＢ／ＯＬ］．ｗｗｗ． ｒｏｔｈｅｅｒｄｅ．ｃｏｍ，２００９． ［１５］冈本纯三．球轴承的设计计算［Ｍ］．黄志强，译．北 京：机械工业出版社，２００３． （编辑：温超杰）
滚柱式单向超越离合器的受力和运动分析
课程教育研究 Ｃｏｕｒｓｅ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ２０１３年１０月 中旬刊 考索・探微
滚柱式单向超越离合器的受力和运动分析
徐妙仁
（宁波技师学院浙江宁波３１５０３２）
【摘要】本文对滚柱式单向超越离合器的结构组成和工作原理作了介绍，并对其受力和运动情况进行了基础性分析，同时分析了
滚柱式单向超越离舍器的自锁条件，并列出了其基本几何尺寸计算公式，以便学生能更好、更全面地理解滚柱式单向超越离合器的工
作原理等相关知识。 【关键词】滚柱式超越离合器工作原理受力分析运动分析 【中图分类号】ＴＨ１１ 【文献标识码】Ａ 【文章编号１２０９５—３０８９（２０１３）１０—０２５３—０２
我们在对学生讲授机械设计和机械基础课程中的滚柱式单 向超越离合器的工作原理时．发现有不少学生对滚柱式单向超越
离合器工作原理中的不同运动情况的原因不能较好地理解，特别 是在以星轮为主动件时，觉得更难理解。为此，我们在这里对滚柱
式单向超越离合器的运动和受力情况作一基础性分析。
１．滚柱式单向超越离合器的结构组成和工作原理
首先介绍一下滚柱式单向超越离合器的结构组成和工作原
理．如图１所示．滚柱式单向超越离合器主要由星轮４，带外圈ｍ
的齿轮２．滚柱３及弹簧销７组成。其工作原理是当外圈ｍ为主
动以慢速逆时针方向回转时．滚柱在摩擦力的作用下，被楔紧在
外圈与星轮之间．这时外圈通过滚柱带动星轮（轴）以慢速逆时针
方向同步回转；在外圈以慢速逆时针方向回转的同时，若轴由另 外一个运动源（如电动机）带动快速作同方向回转，此时由于星轮
的回转速度高于外圈。滚柱从楔缝中松回．使外圈与星轮脱开．按
各自的速度回转而互不干扰（即此时星轮超越外圈快速运动）：当 电动机不带动轴快速回转时，滚柱又被楔紧在外圈与星轮之间，
使轴随外圈作陧速回转。反之．当星轮４为主动以慢速顺时针方
向回转时，滚柱被楔紧在外圈与星轮之间，这时星轮（轴）通过滚 柱带动外圈作顺时针方向同步回转；若外圈回转速度高于星轮作
滚柱式超越离合器的失效及修复
滚柱式超越离合器的失效及修复
熊国才
【期刊名称】《机械工人：冷加工》
【年(卷),期】1996(000)012
【摘 要】滚柱式超越离合器(以下简称离合器)因其结构紧凑,传递力矩较大,故常在机床和汽车等传动装置中采用,如图1所示。离合器经过较长时间的使用,星轮3的楔合面长期承受滚柱2的冲击载荷,金属表面受到挤压,产生塑性变形及磨损等,使星轮3楔合面与滚柱2楔紧部位产生凹陷,最终导致离合器功能失效。
【总页数】1页(P26)
【作 者】熊国才
【作者单位】上海重型机器厂
【正文语种】中 文
【中图分类】TH133.4
【相关文献】
1.滚柱式超越离合器的修复方法 [J], 赵汉忠
2.某偏心滚柱式超越离合器失效分析 [J], 都治国;王晋忠
3.滚柱式超越离合器失效分析及结构优化 [J], 郭鑫;王玉飞;沈倩
4.滚柱式超越离合器的自锁失效分析及设计对策 [J], 薛渊;陆念力;王树春
5.滚柱式超越离合器滚柱的运动及弹簧力 [J], 种建明
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买
超越离合器原理介绍
超越离合器原理介绍
超越离合器原理介绍
双向楔块超越离合器，它⼀端轴孔接主动轴，另⼀端轴孔接从动轴，当外环不动，主动轴顺时针或逆时针转动时，从动轴也同步转动，⽽当从动轴受外⼒矩的作⽤时，顺时针和逆时针都不能转动。常与滚珠丝杠副或其它部件配套，作为防⽌逆转机构，也可以单独使⽤作为精确定位，传递⼒矩或切断⼒矩的传递。
北京机械⼯业学院朱春梅
北京新兴超越科技开发公司孔庆堂孔炜朱⾃成[摘要]本⽂介绍了楔块超越离合器国内外发展的概况，阐述楔块超越离合器的特点、结构形式及其适⽤范围。
关键词楔块超越离合器特点1、楔块超越离合器的发展及其应
超越离合器是机械传动的基础件之⼀。它是⽤主、从动部件的速度变化或旋转⽅向的变换，具有⾃⾏离合功能的⼀种离合器，⽤途⼴泛。滚柱式超越离合器历史悠久，据⽂献报道于1878年以“换向电动机”为题载⼊德国DRP2804.47h5专利中，⽤在换向机构上。随后的近百年，滚柱超越离合器不断的发展和完善，结构型式增多，应⽤也较普遍。
楔块超越离合器是继滚柱超越离合器之后开发的⼀种新型离合器。⾃问世以来，以承载能⼒⼤，⾃锁可靠，反向解脱轻便，结构紧凑，操作⽅便，在机械传动中得到⼴泛的应⽤。⾸先美国在汽车和飞机上得到发展和推⼴应⽤。例如美国在波⾳707飞机和F4-C 轰炸机及M102-105轻型榴弹炮上采⽤。在⽇本、德国也已⼴泛应⽤。
近年来，随着新产品开发和引进产品配套国产化的需要，楔块超越离合器得以迅速的发展，从结构、性能和可靠性等⽇趋完善，⽽且离合器的型式、规格更加齐全，产品质量逐渐提⾼。北京新兴超越科技开发公司⽣产的CK系列楔块超越离合器不但能满⾜国内科研和⽣产的需求。⽽且替代了引进⽇本、美国、意⼤利等国家⽡楞纸⽣产线和⽆氧铜⽣产线上的超越离合器，使⽤效果良好。⽬前还有出⼝，具有很好的发展潜⼒和开发前景。
楔块超越离合器常与滚珠丝杆副或其他部件配套，作为防⽌逆转机构，也可以单独使⽤，作为主动轴和从动轴之间的精确定位，传递转矩或切断转矩，具有⾃⾏离合功能的⼀种离合器。因此，有称谓逆⽌器或单向轴承。在包装机械、印刷机械、⾷品机械、轻⼯机械、农业机械、冶⾦矿⼭、⽯油化⼯、机床、汽车、兵器、航空、电站等机械设备中⼴泛的应⽤。2、楔块超越离合器的特点
超越离合器工作原理
超越离合器工作原理
超越离合器是一种高性能汽车离合器，它的工作原理与传统离合器有所不同。超越离合器通过一些先进的技术和设计，使得车辆在高速运行时能够更加平稳地进行换挡操作，提高了整车的性能和驾驶体验。下面我们将详细介绍超越离合器的工作原理。
首先，超越离合器采用了多片式设计，相比传统的单片离合器，它能够承受更大的扭矩和功率输出。这种设计可以有效地提高离合器的传动效率，减少能量损失，使得车辆在高速运行时能够更加稳定和高效地进行换挡操作。
其次，超越离合器采用了液压控制系统。在高速运行时，车辆需要快速、准确地进行换挡操作，而传统的机械式离合器在这种情况下可能无法满足要求。液压控制系统可以实现离合器片的快速分离和接合，使得换挡操作更加平稳、迅速。同时，液压控制系统还可以根据车辆的行驶状态和驾驶员的操作，自动调整离合器的工作参数，提高了整车的性能和驾驶舒适性。
此外，超越离合器还采用了一些先进的材料和制造工艺。比如，在离合器片的制造上采用了高强度、耐磨的材料，使得离合器片具有更好的耐久性和稳定性。在离合器壳体的设计上采用了轻量化、高强度的材料，减轻了整个离合器的重量，提高了车辆的动力性能和燃油经济性。
总的来说，超越离合器的工作原理是基于多片式设计、液压控制系统和先进材料制造工艺的结合。这些先进技术和设计使得超越离合器能够在高速运行时更加稳定、高效地进行换挡操作，提高了整车的性能和驾驶体验。随着汽车科技的不断进步，超越离合器将会在未来得到更广泛的应用，为汽车的性能和驾驶体验带来更大的提升。
简述超越离合器和安全离合器的工作原理
超越离合器和安全离合器是汽车传动系统中的重要部件，它们通过不同的工作原理来实现汽车发动机和变速器之间的有效连接和分离。本文将简要介绍超越离合器和安全离合器的工作原理。
一、超越离合器的工作原理
1.超越离合器的基本结构
超越离合器是一种较为常见的离合器类型，其基本结构包括压盘、隔离器、离合器盘和释放器等部件。当车辆驾驶员踩下离合踏板时，通过离合器释放器的作用，压盘上的压力将隔离器推开，使离合器盘与发动机飞轮之间形成分离状态，从而实现了变速器与发动机的有效分离。
2.超越离合器的工作原理
超越离合器的工作原理主要包括压盘受力、分离器工作、转速匹配等环节。当超越离合器受到来自踏板的离合作用力时，压盘会被推开，分离器也会将离合器盘与飞轮分离。随着分离的进行，发动机与变速器之间的连接被切断，从而实现了离合器分离的功能。
二、安全离合器的工作原理
1.安全离合器的特点
安全离合器是一种用于机械传动系统的重要装置，其具有防止设备因超载和故障而受损及工作中人员受伤的作用。安全离合器的工作原理主要是通过预设的安全参数来控制切断传动系统的动力传递，以保护设备和人员的安全。
2.安全离合器的工作原理
安全离合器的工作原理主要包括预压力装置、分离和切断机构、重置装置等部件。当机械设备遭遇超载或发生故障时，安全离合器将通过预设的参数自动切断动力传递，从而保护设备和相关人员的安全。安全离合器还具备自动重置功能，可以在故障排除后自动复位，恢复传动系统的正常工作状态。
超越离合器和安全离合器分别通过不同的工作原理来实现对传动系统的控制和保护。超越离合器通过协调转速并实现离合和分离来完成变速器和发动机的连接和分离；而安全离合器通过预设的安全参数和自动切断功能来保护设备和人员的安全。这两种离合器在汽车传动系统和机械传动系统中发挥着重要的作用，对于提高车辆和设备的安全性和可靠性具有重要意义。超越离合器和安全离合器是汽车和机械传动系统中至关重要的部件。它们的工作原理和功能对于保障车辆和设备的安全性、可靠性具有不可替代的作用。接下来，我们将进一步探讨超越离合器和安全离合器的工作原理，并探讨它们在现代汽车和机械传动系统中的应用。
超越离合器及其工作原理
超越离合器及其工作原理
引言
离合器是机械设备中常见的一个部件，它在传输动力和控制动力的过程中起着至关重要的作用。然而，在某些特定的应用场合下，常规的离合器可能无法满足需求。为了解决这个问题，超越离合器出现了。本文将介绍超越离合器的工作原理以及其在各种应用中的优势。
一、超越离合器的定义
超越离合器，也被称为微离合器，是一种采用液体或气体介质传递动力的离合器。与常规的摩擦离合器相比，超越离合器具有更高的传递扭矩和更快的响应速度。它适用于需要高精度和高扭矩传递的应用，如机器人、航空航天等领域。
二、超越离合器的工作原理
1. 液体介质传递动力机制 超越离合器采用液体或气体介质传递动力的机制。当两个转动部件之间需要传递扭矩时，液体或气体通过离合器的工作腔室进行传递。
在工作腔室中，液体或气体被通过压力或泵浦供给到腔室中，同时离合器通过内部设计进一步增加传递效率。当液体或气体进入腔室时，它们会推动活塞或齿轮等转动部件，从而传递动力。
2. 操作方式和控制系统
超越离合器的操作方式和控制系统也是其工作原理的一部分。通常情况下，超越离合器使用液压或气压控制系统来实现其正常运行。
通过调整控制系统中的压力或气压，可以实现超越离合器的启动、停止和调速。这种操作方式使得超越离合器的响应速度更快且更灵活，有助于提高机械设备的运行效率。
三、超越离合器的优势
超越离合器相对于常规的离合器在许多方面具有明显的优势，这些优势使得它在许多特定的应用场合中得到了广泛的应用。 1. 更高传递扭矩
超越离合器采用液体或气体介质传递动力，相比于常规的摩擦离合器，它可以提供更高的传递扭矩。这使得它适用于需要大扭矩传输的应用，如船舶推进系统、发电机等。
2. 更快的响应速度
由于超越离合器采用了液压或气压控制系统，它的响应速度更快。这使得超越离合器适用于需要快速启动、停止和调速的应用，如机器人、印刷机等。
3. 更高的精度和可控性
超越离合器
关于超越离合器
超越离合器定义： 利用主、从动部分的速度变化或旋转方向的变换，具有自行离合功能的离合器。
超越离合器分类： 楔块式超越离合器、滚珠式超越离合器、棘轮式超越离合器。
楔块超越离合器：用异形楔块代替滚柱作为楔紧件，是用楔块和内、外滚道组成摩擦副的一种离合器。当内环、外环与楔块间无相对运动，转向相同，转速相等，才能传递转矩，否则均为相对滑动，这种不传递转矩的滑动状态称为超越。楔块超越离合器主要有基本型、无内环型和带轴承型。其连接形式分为键连接、齿轮连接、带轮连接、链轮连接、螺栓连接等。
滚柱式超越离合器：根据其内轭（星轮）位置不同分为外星轮和内星轮两种，所谓轭是指圆柱与圆柱孔的共轭面，而星轮是具有容纳滚柱的凹槽的零件。为了便于加工和保证加工精度，内星轮式被广泛采用。按星轮工作面的形状不同，又可分为平面型、对数螺旋面型和偏心圆柱面型等三种。其中平面型加工简单，应用广泛，但其楔触角不随滚柱磨损和接触位置的不同而改变而改变而变化，但加工较困难；偏心圆柱面的加工难易程度、使用性能、寿命均居于前二者之间。
楔块超越离合器与滚柱式超越离合器比较：
项 目 楔 块 超 越 离 合 器 滚 柱 超 越 离 合 器
承载能力 放置楔块的数量多，楔块与滚道接触的圆弧角之曲率半径大于滚柱离合器中的滚柱半径，故接触应力小。承载能力大。 相同滚道尺寸的情况下，放置滚柱数目少，接触应力大，故承载能大小。
自锁性可靠，反向解脱轻便 比较可靠 能
传动效率 0.94-0.98 0.94-0.99
超载时
工作情况 极端超载情况，可能有一个或几个楔块转超过最大的撑线范围，而使其楔块翻转，当转矩减小后，楔块也不能复位。但这是非正常使用状态。 极端超载情况，滚柱趋于滑动而自锁失效，当转矩减小，滚柱复位并可重新楔紧，正常运转。
零件磨损情况 楔块由于不能转动，楔块与内外滚道的接触部位又局限在一小段工作圆弧上，容易磨损小平面，但因传递转矩时，楔块式比滚柱式离合器直径小，圆周转速低，而且楔块数量多，因而使楔块磨损量减小，使用寿命长。 滚柱能在滚道内自由转动，磨损后仍能保持圆形，滚柱与内、外环的接触点在楔紧状态与分离状态时不同，磨损较均匀。往往在星轮与滚柱接触点磨出一个凹痕，影响使用
超越离合器及其工作原理 2
超越离合器及其工作原理
超越离合器是利用主动件和从动件的转速变化或回转方向变换而自动接
合和脱开的一种离合器。当主动件带动从动件一起转动时，称为结合状态；当
主动件和从动件脱开以各自的速度回转时，称为超越状态。
常用的超越离合器有棘轮超越离合器、滚柱超越离合器和楔块超越离合器三
种。楔块超越离合器通常又分为接触型楔块超越离合器、非接触型楔块超越离合
器和双向楔块超越离合器。回转窑传动装置采用的超越离合器属于非接触型楔块超越离合器。图l所示的非接触型楔块超越离合器由外环、内环、楔块、固定挡
圈、挡环、端盖、轴承和挡圈等组成。在低速运行时，楔块在弹簧作用下与内环
保持接触，当超越转速达到某一极限时，偏心楔块的离心力矩克服弹簧和其他阻
力矩，使楔块径向与内环工作面脱开，形成一个微小间隙，从而避免了摩擦与磨
损，离合器实现非接触工作。使用时将内环安装在高速轴，外环套装在内环的两个轴承上，并由螺钉与两个端盖紧固在一起；内环工作面与外环之间的滚道由楔
块、固定挡圈、轴承和挡圈组成，复位扭簧分别在楔块两端圆柱上，扭簧的一端
插入楔块断面的小口中，另一端靠在挡销上，固定挡环将内环和楔块装置连在一
起，外环通过螺钉与法兰连接。
当主电机启动后，驱动主减速高速轴伸带动内环和楔块装置一起旋转产生
离心力，对楔块支撑点形成一个转矩，其方向与扭簧施加给楔块的转矩相反，有
使楔块与外环脱离接触的趋势；当楔块离心力产生的转矩不足以克服扭簧施加给
楔块的转矩，楔块与内环工作面相互接触，与外环产生相对滑动摩擦。随着转速
的提高，楔块离心力增加，当内环转速达到或超过离合器的最小非接触转速时，楔块离心力产生的转矩增加到大于扭簧施加给楔块的转矩，迫使楔块偏转而与外
环脱离接触，实现离合器无摩擦的非接触旋转，这时不再带动从动件旋转.
星轮零件的工艺规程及夹具设计说明书
目录
绪论…………………………………………………………………………………………………2
1. 零件的分析及生产类型的确定………………………………………………………………3
1.1零件的作用…………………………………………………………………………………3
1.2计算生产纲领，确定生产类型……………………………………………………………3
1.3零件的工艺性分析和零件图的审查………………………………………………………3
2. 工艺规程的设计………………………………………………………………………………4
2.1选择毛坯……………………………………………………………………………………4
2.2定位基准的选择……………………………………………………………………………4
2.3确定各表面的加工方法……………………………………………………………………4
2.4拟定加工工艺路线…………………………………………………………………………4
2.5确定机械加工余量、工序尺寸及公差……………………………………………………5
2.6机床设备及工艺设备的选择………………………………………………………………6
2.7确定切削用量和基本工时…………………………………………………………………6
3. 夹具设计………………………………………………………………………………………9
3.1设计主旨……………………………………………………………………………………9
3.2夹具设计……………………………………………………………………………………10
4. 课程设计总结…………………………………………………………………………………12
5. 主要参考文献…………………………………………………………………………………13
附图：零件二维图样………………………………………………………………………………14
航空传动系统超越离合器设计阐述
航空传动系统超越离合器设计阐述
1、引言
超越离合器是一种靠主、从动部分的相对运动速度变化或旋转方向的变换能自动接合或脱开的离合器。超越离合器仅在一个方向上输入传递扭矩，当输入方向相反或者在传动方向上输出端转速超过输入端转速时就自动脱开。
超越离合器按其工作原理可分为棘爪式和摩擦式两类，摩擦式超越离合器又分为三种：滚柱式超越离合器、斜撑式超越离合器和弹簧式超越离合器，其中滚柱式超越离合器和斜撑式超越离合器在直升机传动系统中得到广泛应用，弹簧式超越离合器应用较少。本文主要针对滚柱式超越离合器的设计及应用展开研究。
2、滚柱式超越离合器的工作原理
滚柱式超越离合器靠楔紧作用传递扭矩。基本的滚柱式超越离合器包括：凸轮轴、一套滚子、保持架、弹簧和外套圈。
凸轮轴截面是等边的多边形，边的个数与滚子数相等。滾子在保持架的作用下限位在凸轮上，保持架靠一弹簧/销机构限位，以使滚子与凸轮和外套圈都接触。凸轮轴为主动轮，当其转速高于外套圈时，滚子被楔紧在小平面与外套圈之间，从而带动外套圈一同旋转，离合器处于接合状态；当外套圈转速高于离合器轴时，滚子从楔紧位置脱开，离合器处于脱开状态。
3、滚柱式超越离合器的设计方法
3.1滚柱式超越离合器设计的两个阶段
滚柱式超越离合器设计包括结构设计阶段和试验验证阶段。
超越离合器应该设计成尽可能小的单元件，符合结构要求。这样做的主要目的是能够降低重量和成本，同时通过减小尺寸进而减小离心的影响和节圆线速度的影响。工作中，发动机运转时凸轮轴是锁定的。锁定位置的应力实际上是稳定的，只随着功率和转速的变化而变化。因此，在设计时不需要考虑高周疲劳，但需考虑低周疲劳。
离合器的研制试验包括性能试验、静扭试验和疲劳试验。性能试验考核离合器接合、脱开性能及结构完整性，静扭试验考核离合器静强度，疲劳试验考核离合器持久超越工作性能及确定离合器磨损特性。 3.2滚柱式超越离合器设计方法
3.2.1初步确定尺寸。在论述初选尺寸方法之前，需确定与离合器设计和分析相关的参数：