带缠绕链条的十齿链轮结构设计

日常做输送线、重载牵引设备的传动结构选型时，链轮链条配合的结构是绕不开的选项，这次做的带缠绕链条的十齿链轮，最初是为矿山井下的刮板输送牵引段做的适配设计，这类场景下链轮要承受持续的冲击载荷，还要适配带煤尘、少量淋水的工况，不能做太轻薄的齿形，否则很容易出现断齿、跳齿的故障。建模的时候先从齿形轮廓入手，先确定节距参数，对应配套的圆环链条尺寸，先画齿根圆、齿顶圆的基准，齿侧的轮廓要做圆弧过渡，不能有尖锐棱角，避免和链条链环接触的时候出现应力集中，加速链环的磨损。齿的数量选十齿，是因为这个安装位的中心距有严格限制，齿数太多会导致链轮外径过大，挤占旁边的机架安装空间，齿数太少又会让传动的多边形效应太明显，运行的时候抖动太大，影响整个输送段的稳定性。轮毂部分做了加厚的通孔设计，通孔的直径要匹配对应的传动轴径，键槽的位置提前做了避让，保证装配的时候键能完全卡入，不会出现轴向窜动的问题。链轮的辐板部分没有做减重孔，因为这个场景是重载牵引，减重孔反而会削弱辐板的结构强度，长期受交变载荷容易出现辐板开裂的问题。缠绕在链轮上的链条是标准的焊接圆环链，建模的时候先做单个链环的实体，按照链条和链轮的啮合轨迹做阵列，保证每个链环和齿槽的贴合位置准确，链环之间的铰接间隙也按照实际装配的公差留好，避免做干涉检查的时候出现假干涉。整个建模过程先做二维草图约束，把所有的尺寸参数都做参数化关联，后续如果要调整节距、齿数，只需要修改对应的参数就能快速生成新的模型，不用重新画轮廓。画完实体之后做了简单的装配干涉检查，确认链环和齿槽、轮毂之间没有多余的干涉，齿面的接触区域符合啮合的受力位置，实际生产的时候这个链轮会用铸钢材质做毛坯，之后再做齿面的淬火处理，提升齿面的耐磨性，链条则用合金钢焊接之后做调质处理，保证拉伸强度满足重载牵引的要求。安装的时候要保证链轮和传动轴的同轴度，两个配对链轮的端面要在同一平面，避免链条出现偏磨的问题，日常维护的时候只需要定期在链环铰接位置加注润滑脂，就能有效延长整套传动结构的使用寿命。