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冲压外圈滚针离合器是单向离合器，包括内壁上有一系列斜坡的薄壁冲压外圈、尼龙保持架、弹簧和滚针。它们能传递单向大扭矩而且径向特别紧凑。离合器分为带轴承和不带轴承两种。

冲压外圈滚针离合器具有非常高转换精度，这得益于每个滚针带有独立的簧片，从而保证轴，滚针和斜坡之间的持续接触。由于其夹紧的滚针质量轻且惯性力矩小，因此允许高的转换频率。

它们同时具有小的超越摩擦力矩。

冲压外圈滚针离合器能在各种场合下使用，比如定位离合器，逆止离合器和超越离合器。在这些应用中，冲压外圈滚针离合器有空转或锁紧功能。

不带轴承的冲压外圈滚针离合器

滚针离合器HF不带轴承而且只能传递力矩。

冲压外圈滚针离合器HF具有钢质弹簧，而滚针离合器HF..KF采用塑料压力簧片。

使用不含轴承的冲压外圈滚针离合器时，必须通过另外的滚动轴承来保证轴线的对中，否则需使用带轴承的冲压外圈滚针离合器。

带滚花

外径带滚花的冲压外圈滚针离合器具有后缀R，适用于塑料轴承座。

冲压外圈的外表面沿轴向全部或部分加工有滚花。

带轴承的冲压外圈滚针离合器

滚针离合器HFL集成滑动或滚动轴承，因此能承受扭矩以及径向力。

冲压外圈滚针离合器HFL具有钢质弹簧，滚针离合器HFL..KF采用塑料簧片。

带滚花

外表面带滚花的冲压外圈滚针离合器具有后缀R，并且适用于塑料轴承座。

冲压外圈的外表面沿轴向全部或部分加工有滚花。

密封

冲压外圈滚针离合器为两端开式。

润滑

冲压外圈滚针离合器采用锂基润滑脂GA26。

在许多应用场合下，初填的润滑脂足够满足轴承的使用寿命。

对于油润滑的场合，可提供不含润滑脂的滚针离合器。这些滚针离合器涂有防锈剂。关于润滑的更多信息：请见第799页。

工作温度

受润滑脂的限制，冲压外圈滚针离合器适合的工作温度为–10℃到+70℃。

后缀

现有设计的后缀：请见下表。

现有设计的后缀

 设计与安全指南

如果冲压外圈滚针离合器的故障能引起人身伤害，则禁止使用该产品。

对于新的应用，特别是出现极端情况的场合，应首先进行测试。

只有保证轴承和轴的同心度，才能确保轴承功能的完整性。

极限载荷

带滑动轴承的冲压外圈滚针离合器，其实际速度n和径向载荷F_r的乘积不得超过表中的极限载荷(F_r·n)_max。

运转极限由表中的极限速度和许可的径向载荷决定。

转换频率和转换精度

为了不使滚针离合器过载，必须考虑整个系统的惯性。转换精度决定于每个滚针承受的独立簧片载荷，以保证在轴、滚针和斜坡锁紧面之间有持续的接触。

转换精度取决于转换频率、润滑、配合公差、周边结构、相邻部件的弹性变形以及驱动方式(通过轴或轴承座)。最优精度可通过轴驱动获得。

传递力矩

力矩传递要求刚性轴承座。因此传递的力矩与轴和轴承座的材料、轴的硬度、轴承座的壁厚以及轴和轴承座的公差有关。

计算力矩时，必须考虑最大驱动力矩和加速时的质量惯性矩。

摩擦力矩和摩擦能耗

摩擦力矩曲线如图1所示。

空转时的摩擦能耗取决于是轴在转动还是外圈在转动，如图2所示。

外圈旋转

如果外圈旋转，摩擦能耗会先随着速度增加而增加，但由于滚针的离心力，它又会逐渐减小到0。在此速度下，滚针和轴之间不再有摩擦接触。由于离心力的增加，滚针与轴脱离。

转速 

在尺寸表里的极限速度n_GW和n_GA，对油和脂润滑均有效。

极限速度n_GW对轴旋转适用，而n_GA对外圈旋转适用。

轴承座设计 
轴承座孔设计

定位孔的精度根本上决定了冲压外圈的几何精度和离合器的功能。

轴承座孔倒角必须加工到15°。孔的公差应和尺寸表中一致而且表面粗糙度应为R_a0.8。

金属轴承座孔的圆柱度应在公差等级IT5/2。

轴承座孔的公差

金属轴承座的最小壁厚

对金属轴承座，最大传递力矩取决于图3(钢制轴承座)直径比Q_A，或者第797页，图4(铝制轴承座)，见计算实例。

Q_{A max}应用于钢制和铝制轴承座材料的推荐值见下表。

推荐值：

等效应力σV不得超过轴承座材料的屈服应力。

钢制轴承座–计算举例

对于冲压外圈滚针离合器HF0612，最大传递力矩Md_{per max}由下面决定：

冲压外圈滚针离合器         HF0612

轴承座                     钢

轴承座孔公差               N6，见第795页，表

允许的轴承座应力(R_p0.2)σv  450N/mm²

轴承座的直径比Q_A           0.9

许可力矩M_dper请见尺寸表，第801页

计算

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

=0.6·1.76Nm

=1.056Nm

铝制轴承座–计算举例

对冲压外圈滚针离合器HF1616，轴承座的直径比Q_A计算如下：

冲压外圈滚针离合器 　　　    HF1616

轴承座           　　　　　　铝

轴承座孔公差        　　　　R6，见第795页，表

允许的轴承座应力(R_p0.2)σv  250N/mm²

最大传递力矩M_{d permax}      　10Nm

给出的M_{d permax}/M_{d per}       　50%

许可力矩M_{d per}请见第801页尺寸表

直径比

Q_A≤0.7=>D_Aa=min.31.5

塑料轴承座的最小壁厚 

对塑料轴承座，应使用外圈部分或全部有滚花的冲压外圈滚针离合器(后缀为R)。

对塑料轴承座的最小壁厚的推荐值是：

S_min≥D-F_w

S_min     mm

最小壁厚

D     mm

滚针离合器的外径

F_w     mm

包络圆直径。

轴设计

作为滚道的轴必须经过淬硬和磨削。

滚道表面硬度必需达到670HV+170HV，硬化深度CHD或SHD必需足够大(CHD≥0.3mm)。

轴端面倒角必须加工到大约1mm和15°。

轴的设计，请见下表。

轴公差

轴向定位

冲压外圈滚针离合器压入到轴承座孔中且无轴向定位要求(假设客户配合件加工符合第795页，表的推荐值)。

轴承位置的密封

如有污染的风险，需要安装G或SD类型的密封圈。密封圈与冲压外圈滚针离合器的外形尺寸要匹配，可结合使用宽内圈IR。

润滑

对通常的应用(工作时存在锁紧和空转状态)，舍弗勒的初始润滑脂是有效的。

为确保最优的功能，有可能使用不同种类的润滑脂。润滑脂是否合适需要进行测试来判断。

对只有一种状态（空转或锁紧）占主导的应用，应使用特殊的润滑脂。在这种状况下，请联系舍弗勒应用工程师。

对于冲压外圈滚针离合器，不可能计算润滑脂的工作寿命或再润滑周期。

如果采用再润滑，可采用或完全使用油润滑。

当温度＜–10℃和速度＞0.7n_G，按要求推荐润滑剂。

当温度超过+70℃，需要使用油润滑。选择润滑油剂量时，当冲压外圈滚针离合器静止且轴处于水平位置时，离合器应大致1/3浸在油池内。

合适的润滑油是DIN 51517中的CL和CLP，或DIN 51524中的HL和HLP。粘度等级：请见下表。

粘度等级

运输固定

在小批量的情况下，冲压外圈滚针离合器通常是单包装。

在大批量的情况下，冲压外圈滚针离合器放在特制的泡沫包装里运输。运输过程中，泡沫包装能使轴承固定。

用芯轴安装

应通过特定的芯轴将冲压外圈滚针离合器安装在定位孔里，请见冲压外圈滚针离合器表格，第687页。要注意滚针离合器的锁紧方向。锁紧方向在冲压外圈的端面上用箭头表示。

不允许压入力通过滚动体传递。安装时滚针离合器不能倾斜。

安装指南冲压外圈滚针离合器应该防尘、防污和防潮。污染物会导致其性能下降并降低工作寿命。

 精度

轴承座孔的尺寸和几何精度会影响轴承的薄壁外圈。

包络圆直径

包络圆是滚针组无间隙地排列在外圈滚道时的内切圆直径。

带滚动轴承的冲压外圈滚针离合器安装后，其包络圆直径F_w(在刚性环规中)公差带大概为F8(数值请见表:轴承座孔的公差，第795页，和表:轴公差，第798页)。

公差带F8的偏差：请见第168页，表。