齿形链是一种重要的机械基础件,以其传动精度高、噪声小等优点广泛的应用于机械传动领域。作为齿形链的一个重要分支,圆销式齿形链以其简单的结构和多类型的节距使得其在市场上的需求越来越大。随着不同主机产品的个性化需求的不断提高,使得圆销式齿形链呈现了变异的需求。本文以国家自然基金项目“齿形链的变异机理及其关键设计技术(51775222)”为依托,对圆销式齿形链的变异设计方法进行了研究。论文首先阐述了所选课题研究方向的背景以及研究意义,介绍了齿形链的分类以及应用领域。随后详细介绍了国内外Hy-Vo齿形链和圆销式齿形链研究的现状和所遇到的问题,说明了本论文研究内容的必要性和重要性。本论文在考虑了销轴与链板孔间隙的条件下,首先对圆销式齿形链的内-外复合链板参数进行了设计分析。以链板与链轮啮合后的位置为依据,对链轮进行了参数的设计计算,并提出了一种基于齿形链链板啮合定位状态的渐开线链轮的变异设计方法。通过对渐开线链轮去料前后进行两次测量,提出了量棒直径和量棒测量距的求解方法。运用数学几何分析的方法和齿廓法线法求解原理,计算得到了内-外复合链板的内侧外凸齿廓的曲线方程。根据内-外复合链板与渐开线链轮的啮合关系,推导出了内-外复合链板内侧外凸齿廓的伸出量与齿形链系统其它参数的谐应关系。在考虑销轴孔间隙的前提下建立了齿形链-链轮-刀具的啮合设计体系,并求解得到了渐开线链轮的变位系数。以多体动力学分析软件Recurdyn为工具建立了圆销式内-外复合啮合齿形链的动力学仿真模型,分析了齿形链系统的传动误差、链条波动量和啮合冲击特性。分析结果验证了前期理论计算的合理性和准确性,展示了采用变异设计方法的圆销式内-外复合啮合齿形链系统的良好传动性能。利用有限元和动力学联合仿真的方法,建立了圆销式齿形链系统的刚柔耦合模型,仿真分析了链板和销轴在动载荷作用下应力的分布情况以及应力最大值发生的区域,结果表明链板和销轴的最大应力满足设计要求。利用有限元软件对圆销式齿形链系统进行了模态和谐响应分析,研究了齿形链的固有振动特性以及在啮合冲击下齿形链的动力学响应特性。在模态和谐响应分析的基础上,对圆销式齿形链进行了噪声的仿真计算,得到了特定频率下噪声的辐射云图并分析确定了齿形链系统的噪声源。通过分析特定区域的噪声频响特性,确定了该区域引起较大分贝噪声的主要频率,为进一步优化圆销式齿形链的NVH性能提供了参考依据。本文所提出的变异设计方法及研究结果,为圆销式齿形链的进一步变异设计研究奠定了理论基础,对于建立具有自主知识产权的齿形链设计方法体系具有重要意义。