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沖壓外圈滾針離合器是單向離合器，包括內(nèi)壁上有一系列斜坡的薄壁沖壓外圈、尼龍保持架、彈簧和滾針。它們能傳遞單向大扭矩而且徑向特別緊湊。離合器分為帶軸承和不帶軸承兩種。

沖壓外圈滾針離合器具有非常高轉(zhuǎn)換精度，這得益于每個滾針帶有獨立的簧片，從而保證軸，滾針和斜坡之間的持續(xù)接觸。由于其夾緊的滾針質(zhì)量輕且慣性力矩小，因此允許高的轉(zhuǎn)換頻率。

它們同時具有小的超越摩擦力矩。

沖壓外圈滾針離合器能在各種場合下使用，比如定位離合器，逆止離合器和超越離合器。在這些應(yīng)用中，沖壓外圈滾針離合器有空轉(zhuǎn)或鎖緊功能。

不帶軸承的沖壓外圈滾針離合器

滾針離合器HF不帶軸承而且只能傳遞力矩。

沖壓外圈滾針離合器HF具有鋼質(zhì)彈簧，而滾針離合器HF..KF采用塑料壓力簧片。

使用不含軸承的沖壓外圈滾針離合器時，必須通過另外的滾動軸承來保證軸線的對中，否則需使用帶軸承的沖壓外圈滾針離合器。

帶滾花

外徑帶滾花的沖壓外圈滾針離合器具有后綴R，適用于塑料軸承座。

沖壓外圈的外表面沿軸向全部或部分加工有滾花。

帶軸承的沖壓外圈滾針離合器

滾針離合器HFL集成滑動或滾動軸承，因此能承受扭矩以及徑向力。

沖壓外圈滾針離合器HFL具有鋼質(zhì)彈簧，滾針離合器HFL..KF采用塑料簧片。

帶滾花

外表面帶滾花的沖壓外圈滾針離合器具有后綴R，并且適用于塑料軸承座。

沖壓外圈的外表面沿軸向全部或部分加工有滾花。

密封

沖壓外圈滾針離合器為兩端開式。

潤滑

沖壓外圈滾針離合器采用鋰基潤滑脂GA26。

在許多應(yīng)用場合下，初填的潤滑脂足夠滿足軸承的使用壽命。

對于油潤滑的場合，可提供不含潤滑脂的滾針離合器。這些滾針離合器涂有防銹劑。關(guān)于潤滑的更多信息：請見第799頁。

工作溫度

受潤滑脂的限制，沖壓外圈滾針離合器適合的工作溫度為–10℃到+70℃。

后綴

現(xiàn)有設(shè)計的后綴：請見下表。

現(xiàn)有設(shè)計的后綴

 設(shè)計與安全指南

如果沖壓外圈滾針離合器的故障能引起人身傷害，則禁止使用該產(chǎn)品。

對于新的應(yīng)用，特別是出現(xiàn)極端情況的場合，應(yīng)首先進行測試。

只有保證軸承和軸的同心度，才能確保軸承功能的完整性。

極限載荷

帶滑動軸承的沖壓外圈滾針離合器，其實際速度n和徑向載荷F_r的乘積不得超過表中的極限載荷(F_r·n)_max。

運轉(zhuǎn)極限由表中的極限速度和許可的徑向載荷決定。

轉(zhuǎn)換頻率和轉(zhuǎn)換精度

為了不使?jié)L針離合器過載，必須考慮整個系統(tǒng)的慣性。轉(zhuǎn)換精度決定于每個滾針承受的獨立簧片載荷，以保證在軸、滾針和斜坡鎖緊面之間有持續(xù)的接觸。

轉(zhuǎn)換精度取決于轉(zhuǎn)換頻率、潤滑、配合公差、周邊結(jié)構(gòu)、相鄰部件的彈性變形以及驅(qū)動方式(通過軸或軸承座)。最優(yōu)精度可通過軸驅(qū)動獲得。

傳遞力矩

力矩傳遞要求剛性軸承座。因此傳遞的力矩與軸和軸承座的材料、軸的硬度、軸承座的壁厚以及軸和軸承座的公差有關(guān)。

計算力矩時，必須考慮最大驅(qū)動力矩和加速時的質(zhì)量慣性矩。

摩擦力矩和摩擦能耗

摩擦力矩曲線如圖1所示。

空轉(zhuǎn)時的摩擦能耗取決于是軸在轉(zhuǎn)動還是外圈在轉(zhuǎn)動，如圖2所示。

外圈旋轉(zhuǎn)

如果外圈旋轉(zhuǎn)，摩擦能耗會先隨著速度增加而增加，但由于滾針的離心力，它又會逐漸減小到0。在此速度下，滾針和軸之間不再有摩擦接觸。由于離心力的增加，滾針與軸脫離。

轉(zhuǎn)速 

在尺寸表里的極限速度n_GW和n_GA，對油和脂潤滑均有效。

極限速度n_GW對軸旋轉(zhuǎn)適用，而n_GA對外圈旋轉(zhuǎn)適用。

軸承座設(shè)計 
軸承座孔設(shè)計

定位孔的精度根本上決定了沖壓外圈的幾何精度和離合器的功能。

軸承座孔倒角必須加工到15°?？椎墓顟?yīng)和尺寸表中一致而且表面粗糙度應(yīng)為R_a0.8。

金屬軸承座孔的圓柱度應(yīng)在公差等級IT5/2。

軸承座孔的公差

金屬軸承座的最小壁厚

對金屬軸承座，最大傳遞力矩取決于圖3(鋼制軸承座)直徑比Q_A，或者第797頁，圖4(鋁制軸承座)，見計算實例。

Q_{A max}應(yīng)用于鋼制和鋁制軸承座材料的推薦值見下表。

推薦值：

等效應(yīng)力σV不得超過軸承座材料的屈服應(yīng)力。

鋼制軸承座–計算舉例

對于沖壓外圈滾針離合器HF0612，最大傳遞力矩Md_{per max}由下面決定：

沖壓外圈滾針離合器         HF0612

軸承座                     鋼

軸承座孔公差               N6，見第795頁，表

允許的軸承座應(yīng)力(R_p0.2)σv  450N/mm²

軸承座的直徑比Q_A           0.9

許可力矩M_dper請見尺寸表，第801頁

計算

M_{d per max}=60%M_{d per}

=0.6·1.76Nm

=1.056Nm

鋁制軸承座–計算舉例

對沖壓外圈滾針離合器HF1616，軸承座的直徑比Q_A計算如下：

沖壓外圈滾針離合器 　　　    HF1616

軸承座           　　　　　　鋁

軸承座孔公差        　　　　R6，見第795頁，表

允許的軸承座應(yīng)力(R_p0.2)σv  250N/mm²

最大傳遞力矩M_{d permax}      　10Nm

給出的M_{d permax}/M_{d per}       　50%

許可力矩M_{d per}請見第801頁尺寸表

直徑比

Q_A≤0.7=>D_Aa=min.31.5

塑料軸承座的最小壁厚 

對塑料軸承座，應(yīng)使用外圈部分或全部有滾花的沖壓外圈滾針離合器(后綴為R)。

對塑料軸承座的最小壁厚的推薦值是：

S_min≥D-F_w

S_min     mm

最小壁厚

D     mm

滾針離合器的外徑

F_w     mm

包絡(luò)圓直徑。

軸設(shè)計

作為滾道的軸必須經(jīng)過淬硬和磨削。

滾道表面硬度必需達到670HV+170HV，硬化深度CHD或SHD必需足夠大(CHD≥0.3mm)。

軸端面倒角必須加工到大約1mm和15°。

軸的設(shè)計，請見下表。

軸公差

軸向定位

沖壓外圈滾針離合器壓入到軸承座孔中且無軸向定位要求(假設(shè)客戶配合件加工符合第795頁，表的推薦值)。

軸承位置的密封

如有污染的風險，需要安裝G或SD類型的密封圈。密封圈與沖壓外圈滾針離合器的外形尺寸要匹配，可結(jié)合使用寬內(nèi)圈IR。

潤滑

對通常的應(yīng)用(工作時存在鎖緊和空轉(zhuǎn)狀態(tài))，舍弗勒的初始潤滑脂是有效的。

為確保最優(yōu)的功能，有可能使用不同種類的潤滑脂。潤滑脂是否合適需要進行測試來判斷。

對只有一種狀態(tài)（空轉(zhuǎn)或鎖緊）占主導(dǎo)的應(yīng)用，應(yīng)使用特殊的潤滑脂。在這種狀況下，請聯(lián)系舍弗勒應(yīng)用工程師。

對于沖壓外圈滾針離合器，不可能計算潤滑脂的工作壽命或再潤滑周期。

如果采用再潤滑，可采用或完全使用油潤滑。

當溫度＜–10℃和速度＞0.7n_G，按要求推薦潤滑劑。

當溫度超過+70℃，需要使用油潤滑。選擇潤滑油劑量時，當沖壓外圈滾針離合器靜止且軸處于水平位置時，離合器應(yīng)大致1/3浸在油池內(nèi)。

合適的潤滑油是DIN 51517中的CL和CLP，或DIN 51524中的HL和HLP。粘度等級：請見下表。

粘度等級

運輸固定

在小批量的情況下，沖壓外圈滾針離合器通常是單包裝。

在大批量的情況下，沖壓外圈滾針離合器放在特制的泡沫包裝里運輸。運輸過程中，泡沫包裝能使軸承固定。

用芯軸安裝

應(yīng)通過特定的芯軸將沖壓外圈滾針離合器安裝在定位孔里，請見沖壓外圈滾針離合器表格，第687頁。要注意滾針離合器的鎖緊方向。鎖緊方向在沖壓外圈的端面上用箭頭表示。

不允許壓入力通過滾動體傳遞。安裝時滾針離合器不能傾斜。

安裝指南沖壓外圈滾針離合器應(yīng)該防塵、防污和防潮。污染物會導(dǎo)致其性能下降并降低工作壽命。

 精度

軸承座孔的尺寸和幾何精度會影響軸承的薄壁外圈。

包絡(luò)圓直徑

包絡(luò)圓是滾針組無間隙地排列在外圈滾道時的內(nèi)切圓直徑。

帶滾動軸承的沖壓外圈滾針離合器安裝后，其包絡(luò)圓直徑F_w(在剛性環(huán)規(guī)中)公差帶大概為F8(數(shù)值請見表:軸承座孔的公差，第795頁，和表:軸公差，第798頁)。

公差帶F8的偏差：請見第168頁，表。