发动机正时链作为链传动的一种重要模式，具备了链传动的诸多优点，得到了广泛的使用。但是正时链工作环境多为高速、多冲以及速度与载荷的交变，其传递的功率和转速也已远超出相同型号的普通滚子链额定功率曲线，因而正时链系统的设计方法和正时链的失效形式也与普通链传动有所差别。因此，开展发动机正时链系统设计方法与失效分析的研究，对提高正时链系统的整体设计水平有着重要意义。本文首先在主动链轮角速度均匀不变的情况下，同时在考虑链条紧边中心线与水平线夹角变化的基础上，详细分析了从动链轮在各种可能情况下角速度波动情况。同时指出，在某些情况下从动链轮的角速度变化曲线近似为分段线性，而并非是传统分析中的正弦或余弦曲线。在传统解析法的基础上，采用计算机辅助设计的方法完成正时链系统的设计，同时给出正时链条长度计算方法和张紧器导板与阻尼导链板的设计思路，并给出三轴正时链系统完整的设计过程。在AVL/TYCON软件中建立三轴正时链系统的实际模型并进行仿真分析，计算了在不同转速和不同链条伸长率情况下的链条张紧力、链条的横向振动、凸轮轴链轮角速度波动、张紧器导板的角速度波动及受力等变化情况。最后，论文还分析了正时链条的主要失效形式，使用多载荷疲劳计算方法计算链板在链条多种伸长率下的疲劳寿命，探讨疲劳失效的预防措施。同时，自行搭建用于正时链条耐久性试验的封闭力流式试验台，研究正时链条的主要磨损形式，分析了销轴、套筒及滚子表面形貌特征,为链条质量的改进提供了有效的试验数据。