4.轮系

由一系列相互啮合的齿轮将主动轴与从动轴连接起来的多齿轮的传动装置称为轮系。根据轮系运转时，安装各齿轮轴位置是否固定，分为三类。

1）定轴轮系

定轴轮系如图56所示，安装齿轮的轴位置不变。定轴轮系中的齿轮，可在轴上滑动，图56中双联齿轮和三联齿轮可在花键轴上滑动。其目的使滑动齿轮与不同的齿轮啮合，从动轴可得到多种工作转速。另外，轮系可以使齿轮机构传递相距更远的两轴之间的运动和动力，还可实现改变从动轴转动方向及获得较大的传动比。

轮系运转时，至少有一个齿轮的几何轴线可绕另一个齿轮的几何轴线转动，这种轮系称为周转轮系。图57为单排内外啮合的齿轮周转轮系的示意图，图58为其工程图。

2）周转轮系

从原理上讲，基本的周转轮系由四个构件组成：内齿轮1、外齿轮2、系杆3（行星架）和行星齿轮4。内外齿轮绕几何轴线C-C转动，而行星齿轮4活套在与系杆固接的行星轮轴5上，它一方面绕自身轴线a-a转动（自转），同时又随系杆绕C-C转动（公转），故称为行星轮。绕C-C转动的内齿轮1、外齿轮2又称太阳轮或中心轮。

周转轮系中，凡是绕固定轴线旋转，且承受外力矩的构件称为基本构件，即中心轮1、3和系杆4均为基本构件。基本构件是周转轮系（行星轮系）分类及计算传动比的依据。

行星轮系常用的类型有三种：

① 2K-H型：其基本构件为两个中心轮2K和一个系杆（行星架）H。在2K-H型中，还有单级传动、两级传动和多级传动。

② 3K型：其基本构件为三个中心轮，也称3K型。

③ K-H-V型：基本构件为一个中心轮K，一个系杆（行星架）H及一个绕主轴线转动的构件V。

这里仅对行星轮系的类型进行简单介绍。

求周转轮系的传动比，因为有动轴，不能用求定轴轮系传动比的方法，常用系杆固定法来求太阳轮与系杆的传动比。

周转轮系中的基本构件都不固定时，有两个自由度，称为差动轮系。其主要特点是三个基本构件都可以转动。通常两个中心轮分别用两台电动机驱动，当两台电动机以不同的组合操作时，从动件系杆可以得到四种转速（一台电动机固定，另一台转动；两台电动机同时同向转动；两台电动机同时反向转动）。若固定其中一个中心轮，这时周转轮系只有一个自由度了，此轮系又称为行星轮系。用图57的模型分别固定不同的基本构件创建的行星齿轮机构，或都不固定时创建的差动齿轮机构：

① 固定中心内齿轮，得到行星齿轮机构A（图59）。

② 固定中心外齿轮，得到行星齿轮机构B（图60）。

③ 均不固定，两个中心轮同向转动，得到差动齿轮机构C（图61）。

④ 均不固定，两个中心轮反向转动，得到差动齿轮机构D（图62）。

仔细观察上述四种机构的运动仿真模型，可了解它们的不同之处。周转轮系可获得很大的传动比，且体积小，质量小，因此被广泛应用在各个行业中。

如图63所示是按实际需要，按相关的标准设计的行星轮系。

如图64所示为该行星轮系工程图。为了看清主从动轴的转动及传动比的大小，在轴上安装了指针。主要齿轮的齿数如下：

该行星轮系设定内齿轮（Z2=105）固定，中心齿轮（Z1=21）主动，行星齿轮（Z3=42）、系杆（行星轮架）与从动输出轴固接，其主动轴与从动轴的传动比为

即主动中心齿轮转6圈，从动轴转1圈，见运动仿真模型。

设计行星轮系时，应注意各轮的齿数和行星轮数的选择必须满足下述四个条件：①传动比条件；②同心条件；③装配条件；④邻接条件。设计时可参考设计手册，这里不再详细论述。

3）混合轮系

混合轮系是将定轴轮系与周转轮系复合的轮系，可参见运动仿真实例100双发动机速度指示机构及例145连轧机所采用的差动机构。