由上述可知，轮系广泛用于各种机械设备中，其功用如下：

1）传递相距较远的两轴间的运动和动力

当两轴间的距离较大时，用轮系传动，则减少齿轮尺寸，节约材料，且制造安装都方便，如图3.90所示。

2）可获得大的传动比

一般一对定轴齿轮的传动比不宜大于5～7。因此，当需要获得较大的传动比时，可用几个齿轮组成行星轮系来达到目的。不仅外廓尺寸小，且小齿轮不易损坏，如例3.4所述的简单周转轮系。

图3.90　相距较远两轴间的传动

图3.91　变速传动

3）可实现变速传动

在主动轴转速不变的条件下，从动轴可获得多种转速。汽车、机床和起重设备等多种机器设备都需要变速传动。如图3.91所示为最简单的变速传动。

图3.91中，主动轴O1转速不变，移动双联齿轮1—1′，使之与从动轴上两个齿数不同的齿轮2，2′分别啮合，即可使从动轴O2获得两种不同的转速，达到变速的目的。

4）变向传动

当主动轴转向不变时，可利用轮系中的惰轮来改变从动轴的转向。如图3.83所示的轮2，通过改变外啮合的次数，达到使从动轮5变向的目的。

5）运动合成与分解

由例3.5可得

上式表明，1，3两构件的运动可合成为H 构件的运动；也可在H 构件输入一个运动，分解为1，3两构件的运动，这类轮系称为差速器。

如图3.92所示为船用航向指示器传动装置。它是运动合成的实例。

太阳轮1的传动由右舷发动机通过定轴轮系4—1′传过来；太阳轮3的传动由左舷发动机通过定轴轮系5—3′传过来。当两发动机转速相同，航向指针不变，船舶直线行驶。当两发动机的转速不同时，船舶航向发生变化，转速差越大，指针M 偏转越大，即航向转角越大，航向变化越大。

如图3.93所示的汽车差速器是运动分解的实例。

图3.92　船用航向指示器传动装置

图3.93　汽车差速器

当汽车直线行驶时，左右两轮转速相同，行星轮不发生自转，齿轮1，2，3作为一个整体，随齿轮4一起转动。此时，n1=n3=n4。当汽车拐弯时，为了保证两车轮与地面作纯滚动，显然左右两车轮行走的距离应不相同，即要求左右轮的转速也不相同。此时，可通过差速器（1，2，3）轮和（1，2′，3）轮将发动机传到齿轮5的转速分配给后面的左右轮，实现运动分解。

6）其他应用

①如图3.94所示为时钟系统轮系。

②如图3.95所示为机械式运算机构。

在如图3.94所示的齿轮系中，C，B 两轮的模数相等，均为标准齿轮传动。当给出适当的z1，z2，以及C，B 各轮的齿数时，可实现分针转12圈，而时针转1圈的计时效果。

如图3.95所示的机构，利用差动轮系，由轮1、轮3输入两个运动，合成轮5的一个运动输出。

图3.94　时钟系统轮系

图3.95　机械式运算机构

拓展延伸

减速器简介

减速器是由封闭在刚性箱体内的齿轮传动或蜗杆传动所组成的独立传动部件。

减速器常用来降低转速，增大转矩，少数场合也用作增速装置。由于结构紧凑，传动效率高，使用寿命长，并且维护使用简单方便，因此，在机械中应用广泛。

减速器许多形式和主要参数已标准化，并由专业工厂进行生产。使用时，可根据传递的功率、转速、传动比、工作条件及总体布置要求从产品目录或有关手册中选用。必要时，也可自行设计制造。(www.daowen.com)

减速器按传动原理，可分为普通减速器和行星减速器两类。常用减速器的主要形式和分类见表3.26。

表3.26　常用减速器的主要形式和分类

续表

自测题

一、填空题

1.由若干对齿轮组成的齿轮机构，称为________。

2.对平面定轴轮系，始末两齿轮转向关系可用传动比计算公式中________的符号来判定。

3.周转轮系由________、________和________3种基本构件组成。

4.在定轴轮系中，每一个齿轮的回转轴线都是________的。

5.惰轮对________并无影响，但却能改变从动轮的________方向。

6.如果在齿轮传动中，其中有一个齿轮和它的________绕另一个________旋转，则这轮系称为周转轮系。

7.轮系中________两轮________之比，称为轮系的传动比。

8.定轴轮系的传动比，等于组成该轮系的所有________轮齿数连乘积与所有________轮齿数连乘积之比。

9.在周转转系中，凡具有________几何轴线的齿轮，称为中心轮；凡具有________几何轴线的齿轮，称为行星轮；支持行星轮并和它一起绕固定几何轴线旋转的构件，称为________。

10.采用周转轮系可将两个独立运动________为一个运动，或将一个独立的运动________成两个独立的运动。

二、判断题

1.至少有一个齿轮和它的几何轴线绕另一个齿轮旋转的轮系，称为定轴轮系。　（　　）

2.定轴轮系首末两轮转速之比，等于组成该轮系的所有从动齿轮齿数连乘积与所有主动齿轮齿数连乘积之比。　（　　）

3.在周转轮系中，凡具有旋转几何轴线的齿轮，则称为中心轮。　（　　）

4.在周转轮系中，凡具有固定几何轴线的齿轮，则称为行星轮。　（　　）

5.轮系传动比的计算，不但要确定其数值，还要确定输入输出轴之间的运动关系，表示出它们的转向关系。　（　　）

6.对空间定轴轮系，其始末两齿轮转向关系可用传动比计算方式中的（ -1）m 的符号来判定。　（　　）

7.计算行星轮系的传动比时，把行星轮系转化为一假想的定轴轮系，即可用定轴轮系的方法解决行星轮系的问题。　（　　）

8.定轴轮系和行星轮系的主要区别，在于系杆是否转动。　（　　）

三、分析计算题

1.在如图3.96所示的定轴轮系中，已知各齿轮的齿数分别为z1，z2，z2′，z3，z4，z4′，z5，z5′，z6。试求传动比i16。

2.在如图3.97的轮系中，已知各齿轮的齿数z1=20，z2=40，z2′=15，z3=60，z3′=18，z4=18，z7=20，齿轮7的模数m=3mm，蜗杆头数为1（左旋），蜗轮齿数z6=40。齿轮1为主动轮，转向如图所示，转速n1=100r/min。试求齿条8 的速度和移动方向。

图3.96　定轴轮系

图3.97　轮系

3.在如图3.98 所示的轮系中，已知各齿轮的齿数分别为z1=20，z2=18，z3=56。试求传动比i1H。

4.如图3.99所示为由圆锥齿轮组成的行星轮系。已知z1=60，z2=40，z2′=z3=20，n1=n3=120r/min。设中心轮1，3的转向相反，试求nH的大小与方向。

图3.98　轮系

图3.99　轮系