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冲压外圈滚针离合器

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产品尺寸与参数
型号 质量
m
≈kg
尺寸mm
Fw Ew Bc
K22X26X10 7.5 22 26 10
K22X26X13 9.5 22 26 13
K22X26X17 12 22 26 17
K22X28X17 18 22 28 17
K22X29X16 16 22 29 16
K22X30X15-TV 18 22 30 15
K22X32X24 43 22 32 24
K23X35X16-TV 29 23 35 16
K24X28X10 8.5 24 28 10
K24X28X13 10 24 28 13
K24X28X17 13 24 28 17
K24X30X17 19 24 30 17
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 特性

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

后缀

说明

设计

-

钢制弹簧

标准设计

KF

塑料制弹簧

R

外径带滚花

RR

冲压外圈滚针离合器带Corrotect®防腐镀层

特殊设计,

 

 

协议供货


 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Fr的乘积不得超过表中的极限载荷(Fr·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。

MR=空转时的摩擦力矩

d=轴径

空转时的摩擦力矩–轴径曲线

 

 

n=转速

NR=空转时的摩擦力矩

nGA=外圈旋转时的极限速度

nGW=轴旋转时的极限速度

空转时的摩擦力–速度曲线

 

 

转速 

在尺寸表里的极限速度nGWnGA,对油和脂润滑均有效。

极限速度nGW对轴旋转适用,而nGA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Ra0.8

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

系列

簧片

孔径

 

 

轴承座材料

 

 

轻金属

塑料,

 

 

铸铁

 

最大孔径2)

HFHFL

N6(N7)1)

R6(R7)1)

-

HF..-KFHFL..-KF

塑料

N7

R7

-

HF..-RHFL..-R

-

-

D-0.05

HF..-KF-RHFL..-KF-R

塑料

-

-

D-0.05

HFL0606-KF-RHFL0806-KF-R

塑料

-

-

D-0.05

 

1)用括号内数值的条件:实际转矩不超过50%的许可力矩Md(请见尺寸表)

2)推荐值取决于所使用的塑料件。外径D:请见尺寸表。

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QA,或者第797页,图4(铝制轴承座),见计算实例。

QA max应用于钢制和铝制轴承座材料的推荐值见下表。

推荐值:

轴承座材料

直径比

 

Qamax

0.8

0.6

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Mdper max由下面决定:

冲压外圈滚针离合器         HF0612

轴承座                     

轴承座孔公差               N6,见第795页,表

允许的轴承座应力(Rp0.2)σv  450N/mm2

轴承座的直径比QA           0.9

许可力矩Mdper请见尺寸表,第801

计算

Md per max=60%Md per

=0.6·1.76Nm

=1.056Nm

弹性模量
E=210000N/mm2

σV=等效应力

Md per=许可扭矩

(请见尺寸表中的值)

Md per max=最大传递力矩

QA=轴承座的直径比

DAi=轴承座孔

DAa=轴承座外直径

钢制轴承座

 

 

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QA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(Rp0.2)σv  250N/mm2

最大传递力矩Md permax       10Nm

给出的Md permax/Md per        50%

许可力矩Md per请见第801页尺寸表

直径比

QA0.7=>DAa=min.31.5

弹性模量

E=70000N/mm2

σV=等效应力

Md per=许可力矩

(请见尺寸表中的值)

Md per max=最大传递力矩

QA=轴承座的直径比

DAi=轴承座孔

DAa=轴承座外直径

铝制轴承座

 

 

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:

SminD-Fw

Smin     mm

最小壁厚

D     mm

滚针离合器的外径

Fw     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CHDSHD必需足够大(CHD0.3mm)

轴端面倒角必须加工到大约1mm15°。

轴的设计,请见下表。

轴公差

系列

簧片

 

 

公差

表面

圆度

平行度

 

 

 

粗糙度

 

 

 

 

 

max.

max.

max.

HFHFL

h5(h6)1)

Ra0.4

IT3

IT3

HF..-KFHFL..-KF

塑料

h8

(Rz2)

 

 

HF..-RHFL..-R

h5(h6)1)

 

 

 

HF..-KF-RHFL..-KF-R

塑料

h8

 

 

 

HFL0606-KF-RHFL0806-KF-R

塑料

h9

 

 

 

——

1)用括号内数值的条件

 

 

:实际转矩不超过50%的许可力矩Mdper

 

(请见尺寸表)。

 

 

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GSD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>0.7nG,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CLCLP,或DIN 51524中的HLHLP。粘度等级:请见下表。

粘度等级

工作温度

粘度等级

+15到+30

ISOVG10

+15到+90

ISOVG32

+60到+120

ISOVG100

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Fw(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)

公差带F8的偏差:请见第168页,表。

 

X

轴承型号:
型号:
质量
m
≈kg:
Fw
Ew
Bc
动载荷
Cr
静载荷
Cor
疲劳极限载荷
Cur/N:
极限转速
nG
min–1
参考转速
nB
min–1