链轮是链条式传动的重要零件，其主要作用是通过链轮啮合来传递动力，带动链传动的其他零件旋转。在工程机械中，链轮应用广泛，如起重机、挖掘机、装载机、推土机等。链轮种类繁多，按照材料分为钢结构链轮、铸铁链轮和合金结构链轮。按照传动形式分为直齿轮传动链轮、蜗杆传动链轮、带传动链轮和无极链轮。

       根据链轮的结构特点，可分为普通结构链轮和无中心齿轮式结构。普通链轮系通过链条和齿轮啮合来传递动力，无中心齿轮链轮系则通过一个或几个固定的中心齿轮来传递动力。本文主要介绍无极形式的无中心齿圆弧链轮，详细分析了其基本工作原理和设计方法。

无极链轮的结构形式

主要由内齿圈、外齿圈和中心轴组成，其中内齿圈位于链条槽中间，外齿圈位于链条槽两侧。中心轴由一根圆柱形轴和一根圆柱形销孔组成，中心轴和销孔之间通过中心孔相连接。

在无极链轮中，内齿轮与外齿圈的啮合是由内齿圈和外齿圈共同完成的，外齿圈固定不动，内齿圈由一个与外齿圈啮合的小齿轮和一个与中心轴啮合的大齿轮组成。内外齿轮之间的啮合是通过销孔来实现的，在无极链轮中，外齿圈和中心轴之间不存在相对运动，只有一个相对速度v和一个角速度ω。当外齿圈和中心轴啮合时，两个相对速度方向相反，从而实现了无极链轮的传动。

链轮转速

在无极形式的无中心齿圆弧链轮中，一般为V形或螺旋形，其转速由中心齿轮的转速和链条的转速决定。由于没有齿根，所以不存在啮合齿数不足的情况，但这并不意味着链条可以任意长。在无极形式的无中心齿圆弧链轮中，链条要同时带动两个无极轴旋转，其旋转速度受到链轮转速、链条转速和链条长度三个因素影响。

无极链轮齿数

无极链轮齿数的设计取决于链轮的转速比，常用的无极链轮齿数为16、18、20、22、24、32,其中链轮的转速比为1:1,则所需链轮的齿数为4。

若转速比大于1,则需要较多的齿数，如32、40等。无极链轮齿数过多会使传动比减小，影响传递动力，所以设计时一般根据需要选择合适的链轮数量。

由于无极链轮齿数的增加会使链轮直径变大，在工业应用中可以适当减少链轮直径来增大传动比。无极链轮齿数太多会增加制造成本和维修成本，而过少则会导致传动效率降低，因此需要根据实际应用情况来选择合适的齿数。

齿形设计

为了使链轮啮合时，链条和齿轮都不会发生相对位移，链轮齿形设计要求为：

设计实例

其中m为链条的长度，A为链条的节距，n为链轮的齿数，α为链轮的转速比，H为链轮的包角，W为链条的轮边功率。

链条在节距n=0.3 mm时的应力状态。因为链轮与链条相连处具有较大的应力，所以在进行链轮设计时须要保证链条和齿轮不发生相对位移。

在考虑了链条和齿轮的转动惯量后，链轮轴的转速比可取为0.65,所以链条与链轮之间不会发生相对位移。链条和链轮之间也不会发生相对转动。