鏈輪
關注創建者：兵荒馬亂 創建時間：2020-07-15
鏈輪的視頻教程
基于workbench的鏈輪動力學分析，視頻免費無聲音，操作細致，建模過程（需購買）
本視頻教程為基于workbench的鏈輪動力學分析，視頻免費無聲音，操作細致，主要包括DM幾何建模，運動副及其載荷的設置，以及最后的后處理，提供建模過程（需購買）），建議0.5倍速觀看，歡迎私信討論學習。
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CAD替換完整教學視頻
RecurDyn雖然提供了Track LM履帶工具包，可以快速生成履帶鏈節，鏈輪以及其他類型車輪的幾何體但是，有時用戶想要使用自己更精確的CAD幾何體為了滿足這個需求，現在就讓我們一起來學習如何在Track LM工具包中使用User-defined CAD實體吧！
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ADAMS全面學習視頻基礎模塊
創建焊接機器人模型（實例） 7、導入外部CAD模型建立構件 8、編輯模型（編輯對話框、外觀、質量信息、初始速度、名稱和位置、初始狀況） 9、導入和編輯機械手模型（實例） 三、ADAMS運動副 1、 定義運動副-低副 固定副、旋轉副、滑移副、圓柱副、球鉸副、胡克副（萬向節）、螺桿副 2、 定義運動副-基本副 平行約束、垂直約束、方向約束、點面約束、點線約束 3、 定義運動副-耦合副（齒輪副、耦合副(皮帶輪、鏈輪
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鏈輪的實例教程
本文以某公司的1.8T 發動機曲軸鏈輪為研究對象，通過結構分析和成本分析，最終開發出一套以冷鍛工藝為主的低成本曲軸鏈輪工藝，替代原型機的插齒工藝，實現技術達標和成本降低20%的目標。
曲軸鏈輪結構和成本分析
曲軸鏈輪結構分析
某公司的1.8T 渦輪增壓發動機是借鑒德國EAXXX 原型機進行逆向開發的，該曲軸鏈輪如圖1所示，屬于一端凸臺，另外一端三排圓柱齒的異形結構。由于齒面不貫穿，無法采用滾齒法加工。結合圖紙要求表面硬度最小為57HRC，而傳統的粉末冶金曲軸鏈輪硬度只能達到30～45HRC，無法采用粉末冶金工藝。綜合零件的結構和硬度要求，推斷德國原型機的曲軸鏈輪采用插齒工藝生產。
圖1 曲軸鏈輪
曲軸鏈輪成本分析
根據上述的曲軸鏈輪結構分析，原型機曲軸鏈輪采用插齒工藝生產，梳理德國原型機的曲軸鏈輪初始生產工藝如圖2 所示。
圖2 初始生產工藝
再根據制造業的生產成本經驗值，對原型機曲軸鏈輪的成本進行分析，如表1 所示，成本中占比前三的項目分別是插齒、材料費用、管理費和利潤。
曲軸鏈輪降本目標分解
從表1 可以看出德國原型機曲軸鏈輪的成本價格為25.7 元，而該1.8T 項目的成本目標是較原型機降低20%，即20.56 元。表1 中成本排名前三項分別是插齒、材料、管理費和利潤，合計占比達61.56%，其中管理費和利潤這個項目一般是產品單價的12%，且隨著產品單價的降低而降低，所以降本重點是降材料和插齒費用。由此我們想到引入冷鍛工藝，根據金屬材料的塑性變形原理，在金屬再結晶溫度下，利用模具壓制成形齒面，省去齒面加工工序，同時可以節約材料。
展開 本文以某公司的1.8T 發動機曲軸鏈輪為研究對象，通過結構分析和成本分析，最終開發出一套以冷鍛工藝為主的低成本曲軸鏈輪工藝，替代原型機的插齒工藝，實現技術達標和成本降低20%的目標。
曲軸鏈輪結構和成本分析
曲軸鏈輪結構分析
圖1 曲軸鏈輪
圖2 初始生產工藝
某公司的1.8T 渦輪增壓發動機是借鑒德國EAXXX 原型機進行逆向開發的，該曲軸鏈輪如圖1所示，屬于一端凸臺，另外一端三排圓柱齒的異形結構。由于齒面不貫穿，無法采用滾齒法加工。結合圖紙要求表面硬度最小為57HRC，而傳統的粉末冶金曲軸鏈輪硬度只能達到30 ～45HRC，無法采用粉末冶金工藝。綜合零件的結構和硬度要求，推斷德國原型機的曲軸鏈輪采用插齒工藝生產。
曲軸鏈輪成本分析
根據上述的曲軸鏈輪結構分析，原型機曲軸鏈輪采用插齒工藝生產，梳理德國原型機的曲軸鏈輪初始生產工藝如圖2 所示。
再根據制造業的生產成本經驗值，對原型機曲軸鏈輪的成本進行分析，如表1 所示，成本中占比前三的項目分別是插齒、材料費用、管理費和利潤。
曲軸鏈輪降本目標分解
從表1 可以看出德國原型機曲軸鏈輪的成本價格為25.7 元，而該1.8T 項目的成本目標是較原型機降低20%，即20.56 元。表1 中成本排名前三項分別是插齒、材料、管理費和利潤，合計占比達61.56%，其中管理費和利潤這個項目一般是產品單價的12%，且隨著產品單價的降低而降低，所以降本重點是降材料和插齒費用。由此我們想到引入冷鍛工藝，根據金屬材料的塑性變形原理，在金屬再結晶溫度下，利用模具壓制成形齒面，省去齒面加工工序，同時可以節約材料。
展開 鏈輪鏈條傳動
鏈輪鏈條傳動時通過鏈條的滾子部與鏈輪的齒部嚙合，傳遞動力作為張力的機械傳動方式。主要用途分為兩類，一類是連接馬達用于動力傳動，另一類是利用鏈條上的附加件直接或間接的傳遞工件。鏈輪鏈條都是專用零件，只有配套的鏈條和鏈輪才能組合傳動。
鏈條傳動的優缺點
優點：
① 可用于長距離動力傳遞；
② 容許張力高，可用于重物傳送，過載能力大；
③ 能在高溫、多塵、潮濕等惡劣環境下工作；
④ 無彈性滑動和滑差，平均傳動比準確。
缺點：
① 僅能用于兩個平行的軸之間傳動；
② 傳動平穩性差、易磨損；
③ 運動時易產生振動、噪聲、沖擊；
④ 不宜用于需要快速正反向切換的場合。
鏈傳動主要零部件組成
鏈傳動主要由鏈輪、鏈條、惰輪、張力調整器組成，附件有接頭鏈節，有的傳動中還會用到鏈條導軌。
鏈輪
鏈輪是與鏈條嚙合并傳遞動力的機械部件，通常采用鍵槽+螺紋孔加工，齒面都需經過熱處理，常用材質有Q235、Q275、45、灰鑄鐵等，齒形為3弧1直線（3段圓弧1條直線）。
雙鏈輪
鏈條
鏈條是與鏈輪連接并傳遞動力的機械部件，鏈條長度以鏈節數來表示。鏈節數最好取為偶數，以便鏈條聯成環形時正好是外鏈板與內鏈板相接，接頭處可用彈簧夾或開口銷鎖緊。
展開 Abaqus鏈輪鏈條傳動 ￥88.8
鏈條-鏈輪傳動
傳動鏈條Abaqus仿真
非獨立實體引用Part層級的網格，因此只需要對其依賴的對象劃分網格、定義單元即可，在Assembly層級中，所有具有同一指向的Instance會出現相同的網格、單元類型。
mesh on part
在Assembly模塊裝配時，類型選擇Dependent，建議通過Edge to edge裝配約束將陣列出的Instance裝配到指定位置。最終68個Instance對應的Part只有5個，只需要對這5個部件劃分網格就可以了。
非獨立實體
劃分完網格、定義好截面屬性，通過單元質量檢查工具評估得到該分析模型的穩定時間增量為1e-7量級，為加速計算，將兩個鏈輪約束為剛體，并在Explicit分析步中設置質量縮放，將穩定時間增量人為地提高一個數量級。
鏈條應力云圖
鏈條應變云圖（局部剖面）
本模型的初始狀態有一些裝配干涉，導致鏈輪和鏈條套筒的網格有略微穿透，低版本的Abaqus需要編輯inp來調整初始穿透。最新版的不用這么麻煩了，在Abaqus/CAE 2020中已經支持直接定義Abaqus/Explicit General Contact的初始狀態調整，可以非常方便地消除網格的初始穿透。
展開 鏈輪現在已經廣泛的應用在了輸送行業，不過在使用過程中經常會遇到鏈輪松緊不定的現象。對于鏈條跳鏈的問題，需要在零件加工的時候注意，或選擇的時候仔細挑選，另外減小安裝的誤差也十分必要，采用其他零件將鏈條壓住，強制嚙合。
鏈輪的相關知識是非常多的，鏈輪分為主動鏈輪和從動鏈輪，主動鏈輪通過花鍵的形式裝在發動機輸出軸上;從動鏈輪裝在摩托車驅動輪上，通過鏈條將動力傳遞給驅動輪，一般主動鏈輪比從動鏈輪要小，可起到降速增扭的效果。
1 主要原因分析
其中主要原因詳細了解分析：
1.1 滾子鏈的接頭型式當鏈節數為偶數時，接頭處可用開口銷或彈簧卡片來固定，一般前者用于大節距，后者用于小節距;當鏈節數為奇數時，需采用過渡鏈節。由于過渡鏈節的鏈板要受到附加彎矩的作用，所以在一般情況下最好不用奇數鏈節。齒形鏈按鉸鏈結構不同可分為圓銷式、軸瓦式、滾柱式三種。
滾子鏈傳動只有在Z1=Z2(即R1=R2)，且傳動的中心距恰為節距p 的整數倍時(這時β 和γ 角的變化才會時時相等)，傳動比才能在全部嚙合過程中保持不變。
1.2 鏈傳動在工作時引起動載荷的主要原因一是因為鏈速和從動鏈輪角速度周期性變化，從而產生了附加的動載荷。二是鏈沿垂直方向分速度v' 也作周期性的變化使鏈產生橫向振動。三是當鏈節進入鏈輪的瞬間，鏈節和鏈輪以一定的相對速度相嚙合，從而使鏈和輪齒受到沖擊并產生附加的動載荷。四是若鏈張緊不好，鏈條松弛。
鏈在傳動中的主要作用力是工作拉力F1，離心拉力Fe，垂度拉力Ff。
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鏈輪的相關專題、標簽、搜索
鏈輪的最新內容
模塊中，提供了機械工具箱功能，專門來應對這兩個專業核心部件的建模工程，其中包括：
軸承建模：支持四類典型軸承類型（如圓柱滾子、深溝球、球鉸等），涵蓋大多數工業應用；
齒輪系統：支持外嚙合、內嚙合以及行星齒輪系統，配合 3D 接觸功能，可實現真實齒面載荷與強度計算；
履帶系統：針對工程機械中常見的履帶式底盤，Altair 提供了向導式建模工具，能快速生成包含張緊輪、跺輪、鏈輪等組件的完整履帶模型
MotionSolve 模塊中，提供了機械工具箱功能，專門來應對這兩個專業核心部件的建模工程，其中包括：
軸承建模：支持四類典型軸承類型（如圓柱滾子、深溝球、球鉸等），涵蓋大多數工業應用；
齒輪系統：支持外嚙合、內嚙合以及行星齒輪系統，配合 3D 接觸功能，可實現真實齒面載荷與強度計算；
履帶系統：針對工程機械中常見的履帶式底盤，Altair 提供了向導式建模工具，能快速生成包含張緊輪、跺輪、鏈輪等組件的完整履帶模型
AUTO TECH 2025 零部件加工技術及汽車模具展會匯集國內外上百家知名品牌或實力參展商，同期論壇網羅時下熱門議題，集中展示了汽車零部件（包括各類汽車鋁、鎂、鋅、銅合金壓鑄件、精密鑄件、分動器總成、鏈輪室、變速器總成、變速箱、離合器殼體、輪管、套筒、泵體等部件）、汽車零部件的沖壓加工、鈑金加工、鑄造/鍛造、壓鑄設備、注塑機、表面處理/熱處理、切割/研磨加工、樹脂成形；刀具、加工設備磨具、塑料模具
AUTO TECH 2025 零部件加工技術及汽車模具展會匯集國內外上百家知名品牌或實力參展商，同期論壇網羅時下熱門議題，集中展示了汽車零部件（包括各類汽車鋁、鎂、鋅、銅合金壓鑄件、精密鑄件、分動器總成、鏈輪室、變速器總成、變速箱、離合器殼體、輪管、套筒、泵體等部件）、汽車零部件的沖壓加工、鈑金加工、鑄造/鍛造、壓鑄設備、注塑機、表面處理/熱處理、切割/研磨加工、樹脂成形；刀具、加工設備磨具、塑料模具
所以在原來鏈輪的這幾個參數是不合理的情況下，就會出現原先履帶可以正常仿真，但是替換后的履帶卻出現脫軌的情況。
解決方法：首先鏈輪的尺寸參數需要正確設計，此外還可以通過Distance工具直接測量鏈輪的實際參數，輸入到替換的CAD鏈輪中。
未完待續...
如需獲得該手冊完整文檔，請在“RecurDyn軟件”公眾號中發送“履帶糾錯手冊”獲取下載鏈接。
履帶仿真出現下面的報錯，提示鏈輪和鏈節沒有嚙合，怎么辦？
答案：有三種方法，
a) 在裝配時勾選Automatic Sprocket Alignment，能自動旋轉鏈輪以與鏈節想嚙合；
b) 裝配完成后使用Basic Object Control工具旋轉鏈輪，調節鏈輪與鏈節之間的嚙合關系，不要讓輪齒和鏈節之間存在干涉。
c) 我們可以使用平移功能來移動Link。
b) 檢查鏈輪、導向輪等各個車輪和履帶之間的接觸參數是否合理，如果履帶尺寸比較小，默認的接觸參數會過大導致出現偏離的問題。
c) Bushing Force參數不合適，對于尺寸較小的模型，可以調小Bushing Force
2. 履帶和地面之間有段空隙，無法落到地面，是什么原因呢？
仿真時履帶會脫落，鏈輪的接觸搜索方式更改為full search 就會報錯OUT OF RANGE (SINGLE FLANGE ROLLER)，是什么原因呢？
答案：如果初始狀態下履帶和鏈輪之間發生干涉，在低版本的RecurDyn可能可以仿真，但是會脫落，但是接觸更改為full search 就會報錯。
鏈輪和履帶之間接觸力的剛度系數和阻尼系數是否可以調整？
答案：可以，在齒輪Sprocket的屬性窗口中的Contact界面。
3. “Grouser Mesh”和“Shoe Point”這兩處設置分別有什么作用？
焦宏章等在MSC.ADAMS軟件上構建了刮板輸送機鏈輪虛擬樣機的傳動系統模型，主要分析了頭部和尾部驅動扭矩和合力扭矩的變化規律。王堯等以動力學相似理論為研究基礎對10種不同工作情況下多機驅動刮板輸送機驅動系統的運動學與動力學特性,有助于業界進行鏈傳動系統現場試驗與控制方法優化。
