輪系

當輪系運轉時，各個齒輪的軸線相對機架的位置都是固定的，這種輪系就稱為定軸輪系 ^[1]  ，如圖1所示：

如圖2所示，輪系運動時，齒輪2的軸線繞齒輪1的固定軸線轉動。這種至少有一個齒輪的幾何軸線繞另一個齒輪的固定幾何軸線轉動的輪系，叫做週轉輪系。

有關定軸輪系的傳動比計算內容，參見定軸輪系。

定軸輪系主要適用於下列情況：

（1）大的傳動比。一般一對齒輪的傳動比不宜過大，例如要求實現傳動比為100，若僅用一對齒輪，則大輪直徑齒數為小輪齒數的100倍，若採用三級的輪系，則大輪直徑可大為減小。

（2）較大的軸間距。如兩軸距離較大，採用一對齒輪傳動，則兩齒輪直徑勢必很大。若在中間加一個或幾個齒輪，齒輪尺寸即可縮小。

（3）變速或變向，用變速機構改變輪系的傳動比（見變速器）以實現變速；或設置中間輪以改變從動軸的轉向。這種只改變從動輪轉向不改變原傳動比大小的中間輪稱為惰輪。

（4）用一個主動軸帶動若干要求不同轉速、轉向的從動軸，或用若干從動軸帶動同一主動軸。定軸輪系的效率等於串聯的各對齒輪傳動效率的連乘積。

在輪系的具體應用中，除了廣泛使用單一的定軸輪系或者單一的週轉輪系外，還經常採用由定軸輪系與週轉輪系或者由若干個週轉輪系組合在一起的輪系，這樣的輪系稱為複合輪系，也稱為混合輪系。該輪系既不能等同於定軸輪系，又不能簡單地認為是週轉輪系，對其分析研究時，關鍵是要找準輪系具體的組成部分。

圖3所示輪系中，齒輪1和齒輪2組成了一個定軸輪系；而齒輪3的軸線在整個輪系運轉過程中相對於齒輪2'和齒輪4的軸線做迴轉運動，使得齒輪3既有自轉又有公轉，因此，齒輪3應當屬於行星輪，而支撐齒輪3運動的軸應當屬於行星架H，齒輪2’和齒輪4則屬於中心輪，所以由齒輪2'和齒輪4、齒輪3以及行星架H便組成一個週轉輪系。由於在整個輪系中，既有定軸輪系，又有周轉輪系，所以圖3所示輪系便屬於一個複合輪系 ^[2]  。

輪系廣泛用於機械中，主要功用如下。

當兩軸間需要較大的傳動比時，若僅用一對齒輪傳動，則兩輪直徑相差很大，導致小齒輪

尺寸過小，而大齒輪尺寸過大。因此，可以採用多級齒輪組成的定軸輪系來實現，如圖4所示。如傳動比更大，往往採用齒輪不多的週轉輪系，以獲得較大傳動比。

當兩軸間距離較遠時，如果採用一對齒輪傳動，如圖4所示點畫線所示，則機構尺寸龐大。如改用定軸輪系傳動，如圖5實現所示，則可避免上述缺陷。

主動軸轉速不變時，利用輪系可使從動軸獲得多種工作轉速，並可換向。如圖6所示為汽車用四速變速器。齒輪4，6為雙聯齒輪，可沿軸Ⅲ軸向移動，與齒輪3或齒輪5齧合，還可通過離合器將軸Ⅰ與軸Ⅲ接通或脱開，使軸Ⅲ獲得三個不同的轉速。另外，移動雙聯齒輪，使齒輪6與齒輪8齧合，可使軸Ⅲ得到轉向相反的第四個轉速，實現變速和換向。

利用定軸輪系，可通過主動軸上的若干齒輪，將運動分給若干個不同的執行機構，以完成生產上的各種動作要求和運動規律要求，這就是分支傳動。如圖7所示的滾齒機主傳動系統中，主軸Ⅰ上有兩個齒輪1和1'，齒輪1經齒輪2將運動傳給滾刀7；另一傳動路線是：齒輪1'經齒輪3齧合，再經過齒輪3'—4—5，蝸輪蝸桿5’—6，帶動工作台及其上固裝的被切齒輪轉動，與滾刀共同完成切齒的展成運動。這兩個分支傳動，都是由定軸輪系完成的。

運動合成是將兩個輸入運動合為一個輸出運動；運動的分解是將一個輸入運動分為兩個輸出運動。差動輪系可以用來完成運動的合成與分解 ^[1]  。