带内花键六孔传动链轮结构设计

　　这类带内花键的多孔链轮，常见于中小功率的链传动工况，比如农用机械的割台传动单元、小型输送线的主动轮组、摩托车发动机的正时传动段，相比实心链轮，轮辐上的六个均布通孔首先是做减重处理，在保证轮体整体刚性的前提下，降低转动惯量，减少传动启停阶段的惯性冲击，同时也能在运转过程中带动周边空气流动，带走啮合过程中产生的部分热量，避免链节与轮齿长时间高温啮合出现润滑脂干结、磨损加剧的问题。轮齿部分采用标准短齿廓设计，齿顶做了小倒角处理，能减少链条啮入时的卡滞概率，就算链条存在少量节距拉伸磨损，也能顺利完成啮合，不会出现跳齿、卡链的故障。中心的内花键结构是整个零件的扭矩传递核心，采用矩形花键配合，相比单键连接，花键的多齿受力特性可以传递更大的扭矩，

　　同时对中性更好，能保证链轮运转时的径向跳动控制在较小范围内，减少链条的横向摆动，延长链条和链轮的整体使用寿命。设计这类链轮的时候，首先要匹配对应链条的节距、滚子直径，确定齿顶圆、齿根圆的基础尺寸，再根据配套轴的花键参数确定内孔的花键规格，轮辐厚度要根据传递的额定扭矩做强度校核，六个减重孔的中心要分布在轮辐的应力中性层位置，孔径不能过大，避免孔边出现应力集中导致轮辐开裂，孔边也要做小圆角过渡，消除加工应力集中点。安装边界上，链轮的轴向定位靠轴上的轴肩和锁紧挡圈完成，轮体的轮毂部分长度要比配合轴段的长度短0.5到1毫米，保证锁紧件能完全压紧链轮端面，不会出现轴向窜动；径向安装时要保证链轮端面和轴的中心线垂直度误差在允许范围内，

　　不然会导致链条单侧磨损，大幅缩短传动副寿命。实际使用中，这类链轮的齿面一般会做淬火处理，硬度控制在HRC40到45之间，既有足够的耐磨性，又不会因为硬度过高导致齿面脆裂，遇到冲击载荷时能有微量的形变缓冲。轮体材料一般选用45号钢或者40Cr，根据载荷等级选择调质或者表面淬火的热处理工艺，轻载工况下也可以用粉末冶金压制，降低加工成本，但粉末冶金材质的链轮不适合高速重载或者有冲击的传动场景，容易出现掉齿、崩裂的问题。建模过程中要注意齿形的渐开线或者直线齿廓的参数准确性，内花键的齿槽公差要符合配合要求，六个减重孔的位置度公差要控制在0.1毫米以内，避免动平衡超标，高速运转时出现振动。另外链轮的齿根部分要做圆弧过渡，不能有加工尖角，不然应力集中会导致齿根断裂，这也是很多新手建模时容易忽略的细节，直接用直线连接齿根和轮辐，实际加工出来的零件很容易在重载下从齿根位置开裂。