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楔塊超越離合器用異形楔塊代替滾柱作為楔緊件吸自，是用楔塊和內(nèi)屁桑、外滾道組成摩擦副的一種離合器。當(dāng)內(nèi)環(huán)顿痪、外環(huán)與楔塊間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向相同油够，轉(zhuǎn)速相等黑暗蚁袭，才能傳遞轉(zhuǎn)矩，否則均為相對(duì)滑動(dòng)虹烈，這種不傳速轉(zhuǎn)矩的滑動(dòng)狀態(tài)稱為超越淆逛。
楔塊超越離合器滾道形狀主要有兩種：內(nèi)、外環(huán)滾道均為圓形和將內(nèi)環(huán)加工出若干凹圓槽裳岳，如下圖所示倒你。
楔塊形狀有拳形、腰形锡疗、桃形鼓宿、鞋形等多種。桿塊的工作面以偏心圓柱面應(yīng)用最多囊嘲，因圓柱面加工工藝簡單情键。但是這種楔塊與內(nèi)、外環(huán)的接觸線固定不變锯帚，接觸外會(huì)形成凹痕而改變楔角的大小钢墩，影響工作的穩(wěn)定性和使用壽命脈，甚至?xí)谶^載時(shí)引起楔塊轉(zhuǎn)導(dǎo)致離合器失效楞播。
有的楔塊用押，一端是偏心圓柱，一端是圓形起愈。內(nèi)環(huán)凸圓柱面上開出凹圓槽可降低與楔塊的接觸應(yīng)力只恨，提高承載能力，延長使用壽命抬虽，但因結(jié)構(gòu)限制官觅，楔塊數(shù)量較少纵菌。有的內(nèi)外環(huán)工作面均為完整的圓柱面，而楔塊兩端的工作面均為對(duì)數(shù)螺旋面休涤。該曲面上任意一點(diǎn)的楔角均為定值咱圆，故又稱為等角螺旋面。當(dāng)元件尺寸和接觸點(diǎn)改變時(shí)功氨，楔角仍為常數(shù)序苏，即不受制造誤差和磨損的影響，因此工作性能穩(wěn)定和使用較長捷凄。
楔塊超越離合器主要有基本型忱详、無內(nèi)環(huán)型和帶軸承型。其連接形式分為鍵連接借睬、齒輪連接阿座、帶輪連接、鏈輪連接奏宽、螺栓連接等腮哩。
如下圖（a）所示是CKA型（基本型）的單向楔塊超越離合器的結(jié)構(gòu)，它由外環(huán)卸窿、內(nèi)環(huán)腻酱、楔塊、滾柱唐肩、彈簧烧歹、端蓋、擋圈等組成沸幅。它是由于在內(nèi)環(huán)和外環(huán)滾道間放置一定數(shù)量的異型偏心楔塊矗夯，使其沿某一方向回轉(zhuǎn)時(shí)可以傳遞轉(zhuǎn)矩德州，而沿另一方向回轉(zhuǎn)時(shí)具有空轉(zhuǎn)的超越功能聪弊，適用于極限轉(zhuǎn)速為800～2500r·min－1,公稱轉(zhuǎn)矩為31.5～4500N·m。
如下圖（b）所示為CKZ型帶軸承型楔塊離合器的結(jié)構(gòu)窝革，它與CKA型楔塊離合器相似购城，兩端裝有軸承起支撐作用，可承受軸向和徑向負(fù)荷虐译。適用于極限轉(zhuǎn)速為600～1500r·min-1,公稱轉(zhuǎn)矩為180～8000N·m場(chǎng)合應(yīng)用瘪板。
如下圖（c）所示為CKB型（B200系列）無內(nèi)環(huán)無軸承支承的楔塊離合器的結(jié)構(gòu)，它由外環(huán)漆诽、楔塊侮攀、彈簧及端蓋等構(gòu)成。它與基本型的區(qū)別是將軸直接安裝在離合器中厢拭，所以與離合器連接軸的硬度應(yīng)達(dá)到50～60HRC兰英，離合器兩端應(yīng)用軸承固定撇叁，從而保證軸與連接離合器外環(huán)的機(jī)殼孔的同軸度小于0.05mm，并可以承受徑向及軸向負(fù)荷畦贸。
構(gòu).gif)
CKA型（基本型）單向楔塊超越離合器基本參數(shù)和主要尺寸
|
型號(hào) |
代號(hào) |
公稱轉(zhuǎn)矩
Tn/N·m |
超越極根轉(zhuǎn)速
n/r·min-1 |
外環(huán)/mm |
內(nèi)環(huán)/mm |
質(zhì)量
m/kg | ||||
|
D(h7) |
鍵槽
bt |
L |
d(h7) |
鍵槽
b1t1 |
L | |||||
|
CKA1
CKA2
CKA3
CKA4
CKA5
CDA6
CDA7
CKA8
CKA9
CKA10 |
CKA50×24-12
CKA55×24-18
CKA60×24-20
CKA63×26-25
CKA63×32-25
CKA70×32-25
CKA70×32-28
CKA80×32-30
CKA80×32-30
CKA100×34-35
CKA100×38-38
CKA100×34-40
CKA110×34-40
CKA110×34-40
CKA130×38-50
CKA130×38-50
CKA140×55-50
CKA140×55-55
CKA160×55-55
CKA160×55-60
CKA170×55-60
CKA170×55-65
CKA180×55-60
CKA180×55-65
CKA200×55-65
CKA200×55-70 |
31.5
50
63
100
140
180
180
200
200
315
315
315
400
400
630
630
1250
1250
2000
2000
2240
2240
2500
2500
2800
2800 |
2500
2250
2000
1800
1800
1500
1500
1500
1500
1250
1250
1250
1000
1000
1000
1000
800
800
800
800
800
800
800
800
800
800 |
50
55
60
63
63
70
70
80
80
100
100
100
100
110
130
130
140
140
160
160
170
170
180
180
200
200 |
31.8
4×2.5
6×3.5
6×3.5
6×3.5
8×4.0
8×4.0
8×4.0
8×4.0
10×5.0
10×5.0
10×5.0
10×5.0
10×5.0
14×5.5
14×5.5
10×5.5
16×6.0
16×6.0
16×6.0
18×7.0
18×7.0
18×7.0
18×7.0
18×7.0
20×7.5 |
22
22
24
24
24
30
30
30
30
32
32
32
32
36
36
52
52
52
52
52
52
52
52
52
52
52 |
12
18
20
25
25
25
28
25
30
35
38
40
35
40
45
50
50
55
55
55
60
65
60
65
65
70 |
3×1.4
4×1.8
6×2.8
6×2.8
6×2.8
8×3.3
8×3.3
8×3.3
8×3.3
8×3.3
10×3.3
10×3.3
10×3.3
10×3.3
14×3.8
14×3.8
14×3.8
16×4.3
16×4.3
16×4.3
18×4.4
18×4.4
18×4.4
18×4.4
18×4.4
20×4.9 |
24
24
24
26
32
32
32
32
32
32
34
34
34
34
38
55
55
55
55
55
55
55
55
55
55
55 |
0.24
0.28
0.33
0.38
0.48
0.63
0.60
0.90
0.87
1.34
1.28
1.20
1.81
1.94
3.11
3.02
5.27
5.10
6.96
6.78
7.80
7.61
8.87
8.69
11.02
10.82 |
CKB型楔塊式超越離合器基本參數(shù)和主要尺寸/mm
|
型號(hào) |
代號(hào) |
最大
轉(zhuǎn)矩
/N·m |
最高超轉(zhuǎn)越
速/r·mm-1 |
最高
頻率
/次·m-1 |
寬度
L(0-0.06) |
外環(huán)
直徑
D（H7） |
軸徑
d(0-0.25) |
外環(huán)鍵槽
寬×深
（bt） |
徑向支撐
軸承
GB276-1982 |
質(zhì)量
m/kg | |
|
內(nèi)環(huán) |
外環(huán) | ||||||||||
|
B203
B204
B205
206
207
208
209
210
211
212
213
214 |
40×25-16
47×25-18
52×25-23
62×28-32
72×28-42
80×32-46
85×32-46
90×32-56
100×42-56
110×42-70
120×42-70
125×42-79 |
60
100
150
300
450
480
500
550
784
1230
1230
1390 |
2400
2400
1800
1800
1800
1800
1800
1200
1200
1200
1200
1000 |
500
500
400
350
300
200
200
200
200
180
180
180 |
150
150
150
150
150
150
150
150
150
150
150
150 |
25.0
25.0
25.0
28.0
28.0
32.0
32.0
32.0
42.0
42.0
42.0
42.0 |
40
47
52
62
72
80
85
90
100
110
120
125 |
16.510
18.796
23.622
32.766
42.088
46.761
46.761
56.109
56.109
70.029
70.029
79.356 |
4×2.5
5×3
5×3
7×4
7×4
10×4.5
10×4.5
10×4.5
10×4.5
10×4.5
10×4.5
12×4.5 |
6203
6204
6205
6206
6207
6208
6209
6210
6211
6212
6213
6214 |
0.23
0.34
0.45
0.68
0.80
0.91
0.95
1.00
1.40
1.80
2.30
2.40 |
如下圖所示為CKF型非接觸式楔塊超越離合器的結(jié)構(gòu)陨闹，它由外環(huán)、內(nèi)環(huán)薄坏、楔塊趋厉、固定擋環(huán)、端蓋燕瞭、軸承和擋圈等級(jí)組成陶簿。其基本參數(shù)和主要尺寸見下表。
構(gòu).gif)
CKF型非接觸式楔塊超越
|
型號(hào) |
公稱
轉(zhuǎn)矩
Tn·m |
最小非
接觸轉(zhuǎn)
nf |
最高轉(zhuǎn)速
n/r·min-1 |
外環(huán) |
內(nèi)環(huán) |
質(zhì)量
m/kg | |||||
|
D
（H8） |
兩端各螺紋孔數(shù)
-直徑×深n-M×H |
分布
直徑D1 |
寬L
（js7） |
內(nèi)徑
d(E7) |
鍵槽
b1t1 |
寬L1
(js9) | |||||
|
CKF165×125－25
CKF170×130-30
CKF175×130-35
CKF185×130-40
CKF190×135-50
CKF195×145-55
CKF205×145-50
CKF208×150-60
CKF220×150-65
CKF230×150-70
CKF245×160-80
CKF260×160-90
CKF275×170-100
CKF295×185-110
CKF330×200-130
CKF360×215-140
CKF410×225-150
CKF440×235-160 |
400
500
600
800
1000
1250
1400
1600
2000
2500
4000
6300
8000
10000
12500
16000
20000
25000 |
480
470
450
430
40
400
470
400
400
390
380
370
370
370
350
350
350
310 |
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1000 |
165
170
175
185
190
195
205
208
220
230
245
260
275
295
330
360
410
440 |
8-M8×20
8-M8×20
8-M10×20
8-M10×25
8-M10×25
8-M10×25
10-M10×25
10-M10×25
10-M10×25
12-M12×25
12-M12×25
12-M14×25
12-M14×25
12-M16×30
12-M16×30
12-M18×30
16-M20×30
16-M20×30 |
145
150
155
162
168
172
182
185
195
205
218
230
245
260
295
320
360
390 |
125
130
130
130
135
145
145
150
150
150
160
160
170
185
200
215
225
235 |
25
30
35
40
50
55
50
60
65
70
80
90
100
110
130
140
150
160 |
8×3.3
8×3.3
10×3.3
12×3.3
14×3.8
16×4.3
14×3.8
18×4.4
18×4.4
20×4.9
22×5.4
22×5.4
28×6.4
28×6.4
32×6.4
36×8.4
36×8.4
40×9.4 |
125
130
130
130
135
145
145
150
150
150
160
160
170
185
200
215
225
235 |
20.51
22.46
23.58
24.16
26.95
31.31
35.34
36.74
40.88
44.42
52.93
58.74
68.83
85.46
113.44
145.81
201.98
243.41 |
在低速運(yùn)行時(shí)假磺，楔塊在彈簧作用下與內(nèi)環(huán)保持接觸，當(dāng)超越轉(zhuǎn)速達(dá)到某一極限值時(shí)腻学，偏心楔塊的離心力矩克服彈簧和其他阻力矩努扶，使楔塊徑向與骨環(huán)工作面脫開，形成一個(gè)微小間隙券妹，從而避免了摩擦與摩損晦了，離合器實(shí)現(xiàn)非接觸工作。這時(shí)啰氏，離合器不發(fā)熱普统，阻尼力矩小。曾對(duì)不同規(guī)格的CKF型非接觸楔塊超越離合器的運(yùn)行過程溫升赘双、阻力及功率損耗進(jìn)行了測(cè)試埋村，現(xiàn)將型號(hào)為CKF175×130－15的非接觸式楔塊超越離合器的測(cè)試結(jié)果列入下表中，并繪成下圖祝峻。
轉(zhuǎn)濕升、阻力和功率損耗曲線.gif)
CKF175×130-35非接觸式楔塊超越離合器測(cè)試結(jié)果
|
測(cè)試條件 |
模擬工況1500r·min-1自由運(yùn)轉(zhuǎn)莱找，測(cè)定時(shí)間間隔60min,測(cè)試議表715型半導(dǎo)體溫度計(jì)酬姆。
LE：30轉(zhuǎn)速表，測(cè)力L=77.5mm,測(cè)試時(shí)間：8：00～18：00奥溺，每隔60min測(cè)一次 | ||||||||||
|
測(cè)量序號(hào) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
環(huán)境溫度/℃
機(jī)殼表面溫度/℃
機(jī)殼溫升/℃
彈簧測(cè)阻力/N
阻力矩/N·m
損耗功率/W |
24
24
0
32.3
2.503
393 |
26
35
9
16.2
1.256
197 |
27.5
42.5
15
13.5
1.046
164 |
29
47.5
18.5
12
0.93
134 |
30.5
50.5
20
11
0.853
128 |
32
53
21
10.5
0.814
122 |
32.5
52.5
21
10
0.775
122 |
33
54
21
10
0.775
122 |
32
53
21
10
0.775
122 |
31
54
21
10
0.775
122 |
30
51
21
10
0.775
122 |
如上圖所示這種離合器在自由運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)辞色，溫升、阻力和功率損耗的一般規(guī)律：溫升隨著自由運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的增加而隨看升高浮定，其阻力和功率損耗則隨之減少相满；但當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后，溫知桦卒、阻力和功率損耗都隨著運(yùn)行時(shí)間的增加而都趨向一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定值的水平立美。
非接觸及超越離合原理
非接觸式楔塊超越離合器使用時(shí)將內(nèi)環(huán)安裝在主機(jī)高速軸伸上棕所，用鍵和軸伸連接。外環(huán)套裝在內(nèi)環(huán)的兩個(gè)軸承上悯辙，并由螺釘與兩個(gè)端蓋緊固在一起地垢。內(nèi)環(huán)工作面與外環(huán)之間的滾道裝有由若干個(gè)楔塊、軛板和擋銷組成的楔塊裝置预署，復(fù)位扭簧分別套在楔塊兩端圓柱上尊伟，扭簧的一端插入楔塊端面的小孔中，另一端靠在擋銷上聂歹，固定擋擋環(huán)將內(nèi)環(huán)和楔塊狀置連在一起野疟，外環(huán)通過螺釘與法蘭連接。
當(dāng)主機(jī)啟動(dòng)后乘步，高速驅(qū)動(dòng)裝置軸伸將帶動(dòng)內(nèi)環(huán)和楔塊裝置在一起旋轉(zhuǎn)廷碴，旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生離心力，對(duì)楔塊的支承點(diǎn)形成一個(gè)轉(zhuǎn)矩榨降，其方向與扭簧施加給楔塊的轉(zhuǎn)矩相反就用，有使楔塊與外環(huán)脫離接觸的趨勢(shì)，但是扇牢，當(dāng)楔塊離心力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩不足以克服扭簧施加給楔塊的轉(zhuǎn)矩霉处，楔塊是與內(nèi)環(huán)工作面互相接觸的，它與外環(huán)產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)摩擦椰陋。隨著軸伸轉(zhuǎn)速提高嫌松，楔塊離心力迅速增加，當(dāng)內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)速達(dá)到或超過離合器的最小非接觸轉(zhuǎn)速時(shí)奕污，楔塊離心力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩增加到大于扭簧施加給楔塊的轉(zhuǎn)矩萎羔，由于楔塊的特殊結(jié)構(gòu)形狀，這樣就迫使使楔塊在軛板支承孔中偏轉(zhuǎn)而與外環(huán)脫離接觸碳默，并貼在擋銷上贾陷，由此實(shí)現(xiàn)離俁器無摩擦的非接觸運(yùn)轉(zhuǎn)，這時(shí)不再帶動(dòng)從動(dòng)部分運(yùn)轉(zhuǎn)腻窒。如下圖所示為楔塊超越離合器接觸運(yùn)轉(zhuǎn)的楔塊位置昵宇。
轉(zhuǎn)的楔塊位置.gif)
當(dāng)外環(huán)1主動(dòng)時(shí)，n1=n5時(shí)儿子，離合器接合；n1<n5時(shí)砸喻，離合器超越柔逼，而且內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)速n5大于非接觸轉(zhuǎn)速。當(dāng)內(nèi)環(huán)5主動(dòng)時(shí)割岛，-n5=-n1時(shí)愉适，離合器接合寓蔼，|-n5|<|-n1| 時(shí)，離合器超越韩艾。因此筛六，超越離合器正常的工作過程是：超越→自動(dòng)楔入→夾緊狀態(tài)（接合）→自動(dòng)脫開→超越。
雙向超越離合器—端的孔接主動(dòng)軸吭芯，另一端的孔接從動(dòng)軸通溜。當(dāng)外環(huán)固定不動(dòng)時(shí)，主動(dòng)軸順時(shí)針或逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)兰歼，從動(dòng)軸也同步轉(zhuǎn)動(dòng)溪毕；當(dāng)從動(dòng)軸受外加力矩的作用時(shí)，順時(shí)針或逆時(shí)針向都不能轉(zhuǎn)動(dòng)廊擦。如下圖所示為一類帶拔爪的楔塊式雙向超越離合器的結(jié)構(gòu)穿汽。它由外環(huán)、楔塊觉浦、撥爪题束、預(yù)緊彈簧、內(nèi)環(huán)等組成院仿。當(dāng)外環(huán)固定着逐，帶有四個(gè)撥爪的撥叉與主動(dòng)軸固連，內(nèi)環(huán)與從動(dòng)軸相連意蛀，撥爪兩側(cè)的楔塊并帶動(dòng)內(nèi)環(huán)和從動(dòng)軸作同方向轉(zhuǎn)動(dòng)耸别，反之當(dāng)撥爪（主動(dòng)軸）逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)軸亦逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)县钥⌒憬悖總之，當(dāng)主動(dòng)軸帶動(dòng)撥爪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)若贮，左右側(cè)楔塊與外環(huán)都不會(huì)楔緊省有，呈松轉(zhuǎn)（滑動(dòng)）狀態(tài)。但是谴麦，當(dāng)從動(dòng)軸（內(nèi)環(huán)）在負(fù)載作用下有順或逆時(shí)針兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)蠢沿，因外環(huán)固定，撥爪左或右側(cè)的或右側(cè)的楔塊楔緊對(duì)軸呈制動(dòng)狀態(tài)匾效。
楔塊式與滾柱式超越離合器由于內(nèi)舷蟀、外環(huán)間的滾道形狀及滾道間放置的楔緊元件不同，從二者的對(duì)比中可看出其主要待點(diǎn)面哼。
①楔塊離合器中放置的楔塊數(shù)量多戈勾，楔塊與滾道接觸的圓弧面之當(dāng)量曲率半徑大于滾柱者，即楔塊與滾道接觸面積大筹唠，楔塊數(shù)量多户痒，總的承載能力比滾柱式的高5-10倍火毕。
②楔塊式離合器自鎖性能可靠，反向解脫輕便赠槽。
③楔塊式離合器的楔塊由于不能自由轉(zhuǎn)動(dòng)剃炬，從而使得楔塊與內(nèi)，外滾道的接觸部位僅局限在一小段工作圓弧上幢戳，不像滾柱能隨時(shí)變換莫诲，容易磨成小平面。但因傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)楔塊式比滾柱式離合器直徑小巩荧，圓周速度低而且楔塊數(shù)量多抗海，因而使楔塊摩損量減速少，使用壽命長福耐。
④固定元件選擇通常選擇外環(huán)葫羡，內(nèi)環(huán)空轉(zhuǎn)時(shí)工作表面的圓周速低，減小空轉(zhuǎn)時(shí)的摩損昌罩。
⑤楔塊離合器的內(nèi)外滾道均為圓柱面哭懈，楔塊可采用特殊工藝加工，加工工藝性好茎用，適于批量生產(chǎn)遣总。
在設(shè)計(jì)楔塊離合器時(shí)，與其他類型離合器一樣轨功，應(yīng)考慮影響離合器的結(jié)構(gòu)和工作性能的各種因素旭斥。諸如原動(dòng)機(jī)特性、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和安裝精度等古涧。
總之垂券，對(duì)設(shè)計(jì)楔塊離合器的基本是接合平穩(wěn)、動(dòng)作準(zhǔn)確羡滑、單向自鎖可靠菇爪、反向解脫輕便、結(jié)構(gòu)緊湊柒昏、外形尺寸凳宙、質(zhì)量輕；安裝簡單轻调、維修方便尽诀；散熱好、耐磨損众攻、承載能力大和使命長红集。
楔塊超越離合器是機(jī)電一體化的機(jī)械傳動(dòng)基礎(chǔ)件，由于它本身能自動(dòng)結(jié)合和脫開条稍，自鎖可靠判懒，解脫輕便；結(jié)構(gòu)緊湊悟惰，承載能力大刀雳；能簡化傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，維修方便等優(yōu)良性能和使用效果估曾，故在機(jī)床粪世、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械黔章、冶金機(jī)械胁塞、石化機(jī)械、礦山機(jī)械压语、通用機(jī)械啸罢、紡織機(jī)械、食品機(jī)械胎食、起重運(yùn)輸機(jī)械扰才、減速機(jī)、發(fā)電機(jī)設(shè)備及各種試驗(yàn)臺(tái)的機(jī)械傳動(dòng)等系統(tǒng)中厕怜，其主要可實(shí)現(xiàn)如下的功能衩匣。
①超越離合器當(dāng)離合器的動(dòng)力輸出部分轉(zhuǎn)速高于動(dòng)力源時(shí)，離合器處解脫狀態(tài)粥航，骨外環(huán)沒有任何運(yùn)動(dòng)關(guān)系琅捏，稱為離合器的單向超越功能。
②止離合器由于單向離合器只能單方向的傳輸矩递雀，另一方向?yàn)榭辙D(zhuǎn)柄延，故常用于防止工件在無動(dòng)力源時(shí)之倒退或反轉(zhuǎn)動(dòng)作，稱為離合器的單向逆止功能映之。
③定位離合器將直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)軸的圓周步進(jìn)定位動(dòng)作拦焚。
應(yīng)用示例 沖床及剪床連桿傳動(dòng)的滾輪式送料機(jī)；包裝機(jī)的定位送料颜要；印刷機(jī)的定位送料荣吻；旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)角度定位；組合機(jī)的定位送料等功能量奸。
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