第五章 轮 系
5.1 轮系的类型
5.2 轮系的传动比
5.4 轮系的功能
5.5 轮系的设计
§ 5-1 轮系的类型
轮系：是由一系列齿轮所组成的传动系统，它介于原动机和执行机构
之间，把原动机的运动和动力传给执行机构。
一、轮系的分类：
1,定轴轮系（普通轮系）
指各齿轮几何轴线的位置在运转过程中固定不变的轮系。
图 5-1
§ 5-1 轮系的类型
2,周转轮系：
至少有一个齿轮轴线的位置不固定，而是绕着其它定轴齿轮的轴线
做周向运动的轮系。
周转轮系举例：
图中所示为一基本型
周转轮系。它由 4个活动构
件组成，它们是：两个定
轴转动的中心轮（又称太
阳轮） 1和 3，支承齿轮 2轴
线且作定轴转动的系杆
（又称行星架或转臂） H，
轴线随系杆 H而转动的行星
轮 2。
3）周转轮系的分类：
（ 1）根据其自由度的数目分：
差动轮系：自由度为 2 表明差动轮系需要两个原动件的输
入运动，机构才能有确定的输出运动。
行星轮系：自由度为 1 表明行星轮系只需要一个原动件的
输入运动，机构就有确定的输出运动。因此行星轮系的应用更为广
泛。
（ 2）根据基本构件的不同，分为：
2K-H型周转轮系：
3K型周转轮系：
(a) (b)
3,混合轮系（复合轮系）：
既含有定轴轮系部分，又含有周转轮系部分，或是由几部分周转
轮系组成的复杂的轮系。
§ 5-2 轮系的传动比
轮系的传动比：轮系中输入轴的角速度（或转速）与输出轴的角速
度（或转速）之比，即
确定传动比，包括两方面的内容：
1、计算其传动比的大小；
2、确定其输入轴与输出轴转向之间的关
系；
out
in
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io n
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w
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5.2.1 定轴轮系的传动比
1,传动比大小的计算;
1
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zzziiiii
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积所有主动轮齿数的连乘
积所有从动轮齿数的连乘定轴轮系传动比 ?
2,主, 从动轮转向关系的确定
（ 1）轮系中各轮几何轴线均互相平行的情况
(2) 轮系中所有齿轮的几何轴线不都平行，
但首、尾两轮的轴线互相平行
用箭头表示各轮转向；
,,,,321
532
321
5323
15 )1( zzz
zzz
zzz
zzzi ????
（ 3）轮系中首尾两轮几何轴线不平行的情况
其转向只能用箭头表示在图上。如图所示：
右旋
§ 5.2.2 周转轮系的传动比
1,周转轮系传动比计算的基本思路
设法使系杆 H 固定不动，即将周转轮系转化为定轴轮系。
周转轮系的转化机构（转化轮系）：
指给整个周转轮系加上一个, -wH”的公共角速度，使系杆 H变为相对固定
后，所得到的假想的定轴轮系。
原轮系 转化轮系
2.周转轮系传动比的计算方法
1
3
3
1
3
1
13 z
zi
H
H
H
H
H ??
?
???
??
??
?
?
正号机构：转化机构中的齿轮 1与齿轮 3的转向相同
负号机构：转化机构中的齿轮 1与齿轮 3的转向相反
注意事项：
1,上式只适用于转化轮系首末两轮轴线平行的情况。
2,齿数比之前要加, +”号或, –”号来表示各对齿轮之间的
转
向关系。
3,将 ω 1,ω 3,ω H 的数值代入上式时，必须同时带, ±,
号。
11
211
1
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n
n
Hn
H
H
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H
H
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5.2.3 混合轮系的传动比
混合轮系传动比的计算方法：
1、关键是先要把其中的周转轮系部分划分出来
周转轮系的找法：
首先找出行星轮，然后找出系杆，以及与行星轮相啮合的所有中
心轮。
每一系杆，连同系杆上的行星轮和与行星轮相啮合的中心轮就组成
一个周转轮系
2、列出计算各基本轮系传动比的方程式；
3、找出各基本轮系之间的关系；
4、方程式联立求解，即可求得混合轮系的传动比。
§ 5-４ 轮系的功能
利用轮系可以使一个
主动轴带动若干个从动轴同
时旋转，并获得不同的转速。
一、实现分路传动：
采用周转轮系，可以在使用很
少的齿轮并且也很紧凑的条件下，
得到很大的传动比。
二、获得较大的传动比
在主轴转速不变的条件下，利用轮系可使从动轴得到若干种转
速，从而实现变速传动。
三,实现变速传动,
差动轮系可以把两个运动合成为一个运动。
1
1
3
3
1
13 ?????
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z
z
nn
nni
H
HH
)( 3121 nnn H ???
z1=z3
四、实现运动的合成
差动轮系的运动合成特性，被广泛应用于机床、计算机构和
补偿调整等装置中。
在主轴转向不变的条件下，
可以改变从动轴的转向。
五、实现换向传动：
六、实现运动的分解,
差动轮系可以将一个基本构件的主
动转动按所需比例分解成另两个基本构件的不同转动。
各齿廓啮合处的径向分力和行星
轮公转所产生的离心惯性力得以平衡，
可大大改善受力状况；
七、实现结构紧凑的大功率传动
周转轮系常采用多个行星轮均
布的结构形式
多个行星轮共同分担载荷，可
以减少齿轮尺寸 ;
内啮合有效地利用了空间。
§ 5-５轮系的设计
一、定轴轮系的设计
定轴轮系类型的选择
定轴轮系中各轮齿数的选择
定轴轮系布置方案的选择
二、周转轮系的设计
周转轮系类型的选择
周转轮系中各轮齿数的选择
周转轮系的均衡装置
5.1 轮系的类型
5.2 轮系的传动比
5.4 轮系的功能
5.5 轮系的设计
§ 5-1 轮系的类型
轮系：是由一系列齿轮所组成的传动系统，它介于原动机和执行机构
之间，把原动机的运动和动力传给执行机构。
一、轮系的分类：
1,定轴轮系（普通轮系）
指各齿轮几何轴线的位置在运转过程中固定不变的轮系。
图 5-1
§ 5-1 轮系的类型
2,周转轮系：
至少有一个齿轮轴线的位置不固定，而是绕着其它定轴齿轮的轴线
做周向运动的轮系。
周转轮系举例：
图中所示为一基本型
周转轮系。它由 4个活动构
件组成，它们是：两个定
轴转动的中心轮（又称太
阳轮） 1和 3，支承齿轮 2轴
线且作定轴转动的系杆
（又称行星架或转臂） H，
轴线随系杆 H而转动的行星
轮 2。
3）周转轮系的分类：
（ 1）根据其自由度的数目分：
差动轮系：自由度为 2 表明差动轮系需要两个原动件的输
入运动，机构才能有确定的输出运动。
行星轮系：自由度为 1 表明行星轮系只需要一个原动件的
输入运动，机构就有确定的输出运动。因此行星轮系的应用更为广
泛。
（ 2）根据基本构件的不同，分为：
2K-H型周转轮系：
3K型周转轮系：
(a) (b)
3,混合轮系（复合轮系）：
既含有定轴轮系部分，又含有周转轮系部分，或是由几部分周转
轮系组成的复杂的轮系。
§ 5-2 轮系的传动比
轮系的传动比：轮系中输入轴的角速度（或转速）与输出轴的角速
度（或转速）之比，即
确定传动比，包括两方面的内容：
1、计算其传动比的大小；
2、确定其输入轴与输出轴转向之间的关
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5.2.1 定轴轮系的传动比
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积所有从动轮齿数的连乘定轴轮系传动比 ?
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（ 1）轮系中各轮几何轴线均互相平行的情况
(2) 轮系中所有齿轮的几何轴线不都平行，
但首、尾两轮的轴线互相平行
用箭头表示各轮转向；
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（ 3）轮系中首尾两轮几何轴线不平行的情况
其转向只能用箭头表示在图上。如图所示：
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§ 5.2.2 周转轮系的传动比
1,周转轮系传动比计算的基本思路
设法使系杆 H 固定不动，即将周转轮系转化为定轴轮系。
周转轮系的转化机构（转化轮系）：
指给整个周转轮系加上一个, -wH”的公共角速度，使系杆 H变为相对固定
后，所得到的假想的定轴轮系。
原轮系 转化轮系
2.周转轮系传动比的计算方法
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负号机构：转化机构中的齿轮 1与齿轮 3的转向相反
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1,上式只适用于转化轮系首末两轮轴线平行的情况。
2,齿数比之前要加, +”号或, –”号来表示各对齿轮之间的
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3,将 ω 1,ω 3,ω H 的数值代入上式时，必须同时带, ±,
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5.2.3 混合轮系的传动比
混合轮系传动比的计算方法：
1、关键是先要把其中的周转轮系部分划分出来
周转轮系的找法：
首先找出行星轮，然后找出系杆，以及与行星轮相啮合的所有中
心轮。
每一系杆，连同系杆上的行星轮和与行星轮相啮合的中心轮就组成
一个周转轮系
2、列出计算各基本轮系传动比的方程式；
3、找出各基本轮系之间的关系；
4、方程式联立求解，即可求得混合轮系的传动比。
§ 5-４ 轮系的功能
利用轮系可以使一个
主动轴带动若干个从动轴同
时旋转，并获得不同的转速。
一、实现分路传动：
采用周转轮系，可以在使用很
少的齿轮并且也很紧凑的条件下，
得到很大的传动比。
二、获得较大的传动比
在主轴转速不变的条件下，利用轮系可使从动轴得到若干种转
速，从而实现变速传动。
三,实现变速传动,
差动轮系可以把两个运动合成为一个运动。
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四、实现运动的合成
差动轮系的运动合成特性，被广泛应用于机床、计算机构和
补偿调整等装置中。
在主轴转向不变的条件下，
可以改变从动轴的转向。
五、实现换向传动：
六、实现运动的分解,
差动轮系可以将一个基本构件的主
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轮公转所产生的离心惯性力得以平衡，
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周转轮系常采用多个行星轮均
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§ 5-５轮系的设计
一、定轴轮系的设计
定轴轮系类型的选择
定轴轮系中各轮齿数的选择
定轴轮系布置方案的选择
二、周转轮系的设计
周转轮系类型的选择
周转轮系中各轮齿数的选择
周转轮系的均衡装置
