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滾柱式超越離合器根其內軛（星輪）位置不同分為外星輪為外星輪和內星輪兩種，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、對數螺旋面型和偏心圓柱面型等三種。其中平面型加工簡單，應用廣泛，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點并與內軛1切于C點，過切點C、D的切線交于P點，其夾角a稱為楔角，角為超越離合器最重要的參數之一。滾子與內外軛角為超越離合器最重要的參數之一。滾子與內外軛接觸面間的摩擦因數分別為μ₁、μ₂、。

常用內星輪滾柱超越離合器有如下圖所示的三種形式。

（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。當外軛圈主動逆時針旋轉或內星輪主動順時針旋轉時，離合器均進入楔合狀態，即工作狀態；反之，離合器為脫開狀態。

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了撥爪，不論外軛圈或星輪何者主動，只能傳遞單向運動。當外軛主動時，通過撥爪撥動滾柱使運動中斷。撥爪和傳動系統中起操縱用的運動未中斷前和離合器一起轉動。

③帶撥爪的雙向型離合器它和帶撥爪單向型離合器的區別在于有對稱布置的星輪工作面和滾柱，不論外軛圈和星輪何者主動，均能兩個方向傳遞運動。當拔爪主動外軛固定、內星輪與從動軸相連時，撥爪可雙向帶動內星輪轉動，也可通撥爪來使傳動中斷，撥爪可由傳動系統中起操縱作用的運動鏈或直接用杠桿來控制，使從動軸作正、反轉輸出，是一種可逆離合器。

如下圖所示為多滾柱單向超越離合器結構。它是一種用于汽車、拖拉機等傳遞大轉矩的超越離合器。

滾柱式超越離合器。

滾柱式超越離合器的特點是：滾柱在滾道內能自由轉動，磨損后仍能保持圓形，而且滾柱與內外軛的接觸點在楔緊和分離時并不相同，因而磨損均勻；當過載時，滾柱滑動，離合器不會受到破壞，在轉矩減小后，離合器仍能鎖緊，恢復正常工作狀態。

滾柱式單向超越離合器如下圖所示，其主要技術參數和尺寸系列見下表。

滾柱式單向超越離合器的主要技術參數

技術特性	離合器直徑D/mm
	32	40	50	65	80		100		125	160	200
	滾柱數z
	3					5	3	5
許用轉矩[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（壽命）	5×10⁶
允許每分鐘最高接合次數/min-¹	250	200	160	125	100		80		65	50	40
超越時的極限轉速/r·min-¹	3000	2500	2000	1500	1250		1000		800	630	500
以極限轉速超越時，對外環的允許最大摩擦轉矩/N·m	0.2	0.22	0.42	0.5	1	1.7	2.1	2.4	4.2	7.8	16
接合時離合器的最大空轉角度	3º		2º30′	2º	1º30′		1º		45′		30′

注：1.表中所列許用轉知為在每分鐘高接合次數和極限轉速情況下的數值，當實際每分鐘接合次數和轉速低于此極限時，許用轉矩可以提高20%。

2.當滾柱磨損量達到直徑的1.5%時，楔角急劇增加大，將導致離合器打滑。

3.超過允許總的接合次數時，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z	許用轉矩[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	18₀^0.24	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	25₀^0.24		17.9	5	12	2.3
					18				19.9
					20			6	22.3
65		16.5	85	8	16	20	28₀^0.28	5	17.9		14
					20			6	22.3
					25			8	27.6
80	3	33	105	10	20	25⁰_-0.15	35₀^0.34	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	30^₀-0.15	45_0^0.34	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	55₀^0.40	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	60₀^0.40	20	74.3	12	32	3.3
200		770	250	25	90	50⁰_-0.30	70_0^0.40	24	95.2		40

注：1.根據傳動要求，外環、星輪可以和傳動件做成一體。

2．離合器的技術要求：同一離合器的滾柱直徑尺寸允差，D≤80mm時，允差為0.005mm；D>80mm時，允差為0.008mm.頂銷在孔中不應有咬住現象，應保證頂銷和滾柱在任何位置上都能始終接觸。用手輕微沿軸向推動離合器星輪時，應保證頂銷和滾柱在任何位置上都能始終接觸。用手輕微沿軸向推動離合器星輪時，應感覺到滾柱和蓋板、蓋板和外環間有少量的間隙。

超越離合器的工作過程可分成四個階斷，即鎖緊，加速、工作、脫開。

①鎖緊外輪開始運動，使滾柱與外軛及星輪同時鎖緊時鎖緊，接觸法向壓力Q從0上升到Qj=Tj/z（L±r1）tan(a/2)的過程（t=0～t1過程）。

②加速外軛圈繼續運轉，直到星輪的角速度與外軛圈角速度相同為止，這個過程為動態鎖緊（t=t1～t2過程）。

③工作外軛圈、滾柱、星輪成為一體，無相對滑運，傳遞動力和動動（t=t2～t3過程）。

④脫開接觸法向壓力Q從Qj下降到0的過程，該過程與鎖緊過程對稱（t=t3～t4過程）。

通過對各過程中載荷與時間分析可行動載荷曲線如上圖。在離合器工作循環的四個過程中，接觸面法向載荷Q的變化是不同的。在鎖、脫開過程中Q與時間呈線性變化，而在加速和工作過程中呈非線性變化，加速過程中速出現了Q的最大值，約為靜接觸正壓力Q的1.2～1.4倍。因此，在對超越離合器進行接觸強度分析時，應以動載荷Q為準。

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