齿轮分类的一种方法是根据轮齿的轮廓：渐开线、摆线。（注意，摆线针轮主要用于泵）运动控制应用中的大多数齿轮（包括正齿轮、螺旋齿轮和锥齿轮设计）都是渐开线齿轮。然而，摆线针轮是一个很好的选择运动控制应用，要求非常高的齿轮比（往往大于100:1），低摩擦，和良好的耐磨性。
　　渐开线齿轮的齿廓是圆的渐开线，它是由在圆周上滚动的直线上的一点所画出的曲线。想象一下从圆柱体上解开线时，缠绕在圆柱体上的线的末端将形成的曲线。 　　相反，摆线齿轮的齿廓基于摆线。要了解摆线齿轮，重要的是要了解外摆线和内摆线。
　　外摆线是一个圆在另一个圆（称为“基圆”）外侧滚动时产生的曲线。
　　在摆线针轮中，齿侧位于节圆（称为齿顶）之外的部分是外摆线。相反，齿侧位于节圆内的部分（称为齿根）是内摆线。
　　摆线针轮的一个独特原理是，在一个齿轮上创建附加齿面（外摆线）的外滚动圆用作内滚动圆，以创建另一个齿轮的齿根齿面（内摆线）。这就保证了一个恒定的角速度，并支持了齿轮传动的基本定律，即齿轮的角速度比必须在齿轮啮合的整个过程中保持恒定。
　　摆线针轮减速机利用摆线针轮的原理提供高齿轮比（通常为100:1或更高），具有优良的扭转刚度、良好的冲击载荷能力、在减速机寿命期间稳定的齿隙和低磨损。 　　摆线针轮减速机的设计有很多种，但其基本原理是由一个偏心安装在驱动构件或轴承上的输入轴组成，该输入轴以偏心运动驱动摆线轮盘。当轮盘旋转时，摆线轮盘的凸角就像轮齿一样，与固定齿圈上的销啮合。摆线轮盘也有滚柱销突出圆盘，这些销连接到输出盘上，输出盘将运动传递到输出轴上。 　　摆线轮盘上的凸角（轮齿）数低于齿圈上的销（齿）数，这提供了减速和扭矩倍增。为了防止输出轴“摆动”，连接到输出盘的滚柱销安装在比销直径稍大的孔中。单个摆线轮盘承受不平衡力，可通过使用第二个摆线轮盘来补偿，第二个摆线轮盘与第一个摆线轮盘偏移180度。
　　摆线针轮比渐开线齿轮更难制造，需要非常精确的制造和装配。但在某些应用中，它们确实提供了显著的好处。首先，它们可以在相对较小的包装中提供高达300：1的传动比，尤其是在变速箱的长度方面，因为它们不需要像行星齿轮设计那样“堆叠”齿轮级。
　　摆线针轮由于其滚动接触和较低的赫兹接触应力，在齿面上的摩擦和磨损也较低。其良好的抗扭刚度和承受冲击载荷的能力使其成为重工业应用的理想选择，这些工业应用也要求伺服精度和刚度。

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