ZL40、ZL50系列輪式裝載機上廣泛使用的超越離合器，配合導輪固定的雙渦輪液壓液力變矩器，顯著提高了變矩器在小傳動比範圍的變矩係數和效率，而且展寬了高效率區域，對於提高傳動效率和改善裝載機牽引性能起著非常重要的作用。但是超越離合器的作用壽命長，一般僅有1-2年，甚至只有幾個月的時間。超越離合器壽命短的原因在於其磨擦副間的接觸強度不足。下面根據《機械設計手冊》推薦的方法以及利用彈性力學的基本公式進行兩種強度計算來說明這一問題。
1 《機械設計手冊》推薦的強度計算方法
1.1變矩器泵輪輸入轉矩TB
TB=Te-T工-T轉-T變 （N m） （1）
式中，Te為發動機有效輸出轉矩，它等於發動機發出的轉矩T'e減去發動機全部輔件（如風扇、發電機、空壓機……）消耗的轉矩T輔，即Te=T'e-T輔；T工為工作泵消耗的轉矩；T轉為轉向泵消耗的轉矩；T變為變速器消耗的轉矩。
1.2 超越離合器所傳遞的轉矩T
當裝載機起、制動和作業時，常出現「零速工況」，此時超越離合器傳遞的轉矩T可用下式計算：T=K0TBZ2/Z1 （2）
式中，K0為I=0時變矩器的變矩係數；Z1為一級輸入齒輪的齒數；Z2為Tc=K3(K1+K2)T (N?m) (3)
式中 K1為與原動機有關的動載係數，發動機為6缸內燃機，K1=0.4；K2為與工作類型有關的動載係數，對於輪式裝載機可取K2=2.00;K3為精度係數，對於平面星輪K3=1.10-1.50。故有Tc=（2.64-3.60）T （3'）
1.4接觸強度計算
對於星輪、滾柱和外環齒輪均為同材質製成的內星輪滾柱式超越離合器，當星輪工作面為平面時，在滾柱與兩面接觸處的強度取決於最大切應力條件，可按下式計算： τ≤[ τ] （4）
式中 E為材料的彈性模量，可取E=206000N/mmα為滾柱楔角（o）。
2 按彈性力學中的Herz公式的計算方法
2.1超越高合器磨擦副間的正壓力Fn
因為「零速工況」下超越離合器的滾信處於靜力平衡狀態，所以滾柱與外環齒輪滾道之間的正壓力。當離合順傳遞1.3中式（3）所算得的計算轉矩Tc時，磨擦副間正壓力Fn=Tc/Zrtan(α/2） ×103(N) (5)
式中各參數意義同前。
2.2磨擦副間的最大接觸應力σH
流柱與平面型內星輪以及滾柱外環齒輪之間初始接觸為線接觸，受力以後呈窄帶形接觸面。最大接觸應力 σH發生在窄帶中線各點上。根據Hertz公式有σH =sqrt(1/(π ((1-μ 2)E1+（1-μ 2）/E))?Fn/l(1/ρ1±1/ρ2) ) (6)
式中 E1、E2為滾柱和內星輪或外環齒輪材料的彈性模量。可取E1=E2=206000N/mm2；μ 1、μ 2為滾柱和內星輪或外環齒輪材料的泊松比，可取μ 1=μ 2=0.3；ρ1為滾柱半徑，即ρ1=r(mm);ρ2為內星輪工作面或外環齒滾道的曲率半徑，對於平面型內星輪ρ2=∞，對於外環齒輪，ρ2=R(mm)（即外環滾道半徑）； 「+」號用於外接觸，「-」號用於內接觸。
（5）、（6）聯立並代入有關數據經整理可得滾柱與內星輪間接觸應力σH=1820*sqrt(Tc/RrlZtan(α/2))*(N/mm2) (7)
滾柱與外環齒輪間的接觸應力σH=1820*sqrt(Tc/RlZtan(α/2))*(N/mm) (8)
3 計算實例
以ZL50型輪式裝載機為例。發動機為6135AG型，其轉速在1250r/min左右時，最大轉矩T'e=718N.m。變矩器在「零速工況」下的變矩係數K0=4。工作泵為CBG3160，轉向泵CBG2080，變速泵為CBG120/15（或BB70A），一級輸入齒輪數Z1=20，外環齒輪齒數Z=52。超越離合器滾柱Z=20個，滾柱半徑r=6.5mm,滾柱長度 l=24mm,滾柱楔角α=6.68°,外環齒輪滾道半徑R=95mm.
3.1 泵輪上的輸入轉矩
由（1）式TB=Te-T工-T轉-T變，本例中發動機輔件消耗的轉矩按發動機發出轉矩的（8-10）%計，則發動機有效轉矩Te=T'e[1-(8-10)%]=718[1-8-10)%]=646-660N.m,取Te=650N.m。
工作泵，轉向泵按空載考慮，取其出口壓力P=0.5MPa,兩泵排量和q=q工+q轉=100+80=240L/r,並設總效率η泵=0.75，則有T工+T轉=P0q/2π η=2.55N.m。
變速泵的排量為q變=102mL/r,工作壓力P變=1.1-1.5MPa，效率η出按0.75取值，則變速泵所需轉矩
T變=（1.1-1.5)*120/(2π*0.75)=28-38.2(N.m)
這裡取T變=35.5N.m,可見TB=650-25.5-35.5=589(N.m)
3.2離合器的計算轉矩
超越離合器傳遞的轉矩T=K0TBZ2/Z1=6125.6(N.m)。
離合器的計算轉矩T=K（K+K）T=16172-22052（N.m)
3.3 按最大切應力條件計算
τmax=0.142*sqrt(TcE/RrlZtan(α/2）)=1970-2031N/mm2>[τ]
