机械超限离合器，有时也被称为单向或逆止离合器，在一个驱动方向传递扭矩，但当驱动电机减速或停止时，让输出轴继续转动(飞轮)。这样的离合器功能是有用的在大型和小型设计材料处理，包装，输送，医疗，涡轮辅助驱动，和非公路应用。
常见的机械超越离合器包括那些使用棘轮，滚轮斜坡，缠绕弹簧，和凸轮动作的单向轴啮合。
棘轮离合器是基本的两元件超越离合器，使用一个齿，联锁与框架在一个方向和飞轮在另一个方向。滚轮斜坡离合器有气缸，锁在轮子上的台阶上，或(在反转时)自由滚动。缠绕弹簧离合器有螺旋弹簧，收紧到一个圆柱形套筒上，在一个方向传递扭矩。
在这些设计中，凸轮离合器(有时被称为弹簧离合器，特别是在交通运输行业)是相对较新的和功率密集。一组具有不对称的凸轮几何形状的杆环在离合器的圆周上。笼子在每一端保持杆凸轮均匀间隔。在输入旋转，凸轮作为上升的楔子锁定之间的赛车内和外离合器的一半。
更具体地说，在一些凸轮-离合器的变化填补之间的空间，迅速作为一个sprags和保持离合器通过锁定摩擦在一起。在反转，凸轮迅速释放(然后容忍高超越速度)。在其他凸轮-离合器设计中，离心力使杆凸轮变成起飞脱离离合器的一半。然后在放缓或逆转，一个弹簧在每个凸轮推他们回到弹簧式啮合。
凸轮离合器特别坚固。顶部:BS-HS系列离合器来自美国椿基动力传动系，具有高扭矩和较高的最大超越速度。红色突出的区域是当内赛车顺时针旋转时凸轮后退的地方。底部:BR-HT系列凸轮离合器使用基于离心力的略有不同的啮合模式。当内部赛跑以足够的速度顺时针旋转，凸轮枢轴，所以他们的几何清除两个比赛。否则，弹簧导致凸轮旋转回一个默认和锁定离合器的一半在一起。
无论什么变化，凸轮离合器的承载凸轮的几何形状紧紧地包裹在离合器体中。这意味着通常还有两个因素限制扭矩容量:
- 孔尺寸(及其连接轴尺寸)
- 在凸轮与赛车相遇的地方，切向力的影响。
但由于啮合时的分布载荷，一些凸轮离合器的内径和外径滚道偏转和接触应力比其他设计要小。这反过来又延长了寿命，使接触更顺畅。一些凸轮离合器甚至使用研磨合金钢套圈，以最大限度地均匀分布的负载。因为载荷下的干扰会发生在磨损过度的地方，一些苛刻应用的凸轮离合器具有精密成形的凸轮，以抵抗磨损和防止疲劳失效。
如前所述，其他超越离合器包括那些使用棘轮，滚轮斜坡，缠绕弹簧动作。
离合器离合器是基本的双元件离合器，使用单齿臂啮合齿轮在一个方向和飞轮在另一个方向。这些在动力消费品和轻工业工具中最常见。
Roller-ramp离合器通过磨光的钢滚轮进行啮合，滚轮运行并锁定在带有倾斜坡道的车轮上。请注意，一些滚轮斜坡离合器文献描述了滚轮与凸轮的啮合。这不是要与凸轮离合器的凸轮阵列混淆，因为这里的凸轮是奇异的，并指的是装配的车轮，这是加工坡道。
Hilliard公司的超限离合器适用于需要积极接合的高扭矩应用。滚轮坡道设计从输入(机动)轴的精密滚轮和车轮组件传递动力。球轴承支持该组件的滚子保持架，并将其对准输出轴。因为离合器有大范围的可变滚子接触，它防止局部磨损，延长可靠性和使用寿命。扭矩从275至925磅-英尺(373至1253牛米)，速度为16000转/分。
操作依赖于内圈和外圈之间的同心度，因此大多数滚轮匝道离合器迭代包括压缩弹簧，以保持滚轮与车轮的接触。弹簧安装的角度设计，以优化初始驱动和抓地力。由于圆柱滚子锁入内轮上的平台阶的方式，这些离合器传递高扭矩，并承受高超速。此外，滚轮斜坡离合器成本低，易于维修，即使提供高的超越速度和扭矩。
Wrap-spring离合器有弹簧卷在圆柱形输出收紧时，转向驱动方向。这将产生摩擦来锁定总成并传递扭矩。缠绕弹簧离合器在中速-通常到2000转左右的应用中表现出色。
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