齒輪系歷史悠久，至今也是最為廣泛的一種機械傳動機構。它工作可靠，傳動比恒定，結構成熟，但制造復雜。
1．諧波齒輪傳動
諧波齒輪是伴隨著空間宇航技術的發展需要，由行星齒輪傳動演變而發展起來的。與普通齒輪相比，諧波齒輪傳動具有傳動比大(幾十～幾百)、調速范圍寬、傳動精度高、回程誤差小、噪聲小、傳動平穩、承載能力強、效率高等優點，故在工業機器人、航空、火箭等高精密機電一體化系統中日益得到廣泛的應用。
(1)諧波齒輪傳動的原理及結構諧波齒輪傳動與少齒差行星齒輪傳動十分相似。它是依靠柔性齒輪產生的可控變形波引起齒間的相對錯齒來傳遞動力和運動的。因此它與一般齒輪傳動具有本質上的差別。
如2—16所示，
諧波齒輪傳動由波形發生器3(H)和剛輪l、柔輪2組成。若剛輪1為固定件，波形發生器3(H)為主動件，則由一個轉臂和幾個輥子組成，如圖2一16a所示；剛輪或柔輪為從動件，則由一個橢圓盤和一個柔性球軸承組成，如圖2一16b所示。剛輪有內齒圈，柔輪有外齒圈，其齒形為漸開線麥三角形，周節相同而齒數不同，剛輪的齒數zg比柔輪的齒數zr，又多幾個齒。柔輪是薄圓筒形，由于波形發生器的長徑比柔輪內徑略大，故裝配在一起時就將柔輪撐成橢圓形，迫使柔輪在橢圓的長軸方向與固定的剛輪完全嚙合(A、B處)，在短軸方向的牙齒完全分離(c、D處)。當波發生器回轉時，柔輪長軸和短軸的位置隨之不斷變化。從而齒的嚙合處和脫開處也隨之連續改變，故柔輪的變形在柔輪圓周的展開圖上呈連續的簡諧波形，故稱之為諧波傳動。工程上最常用的波形發生器有兩個觸頭的，即雙波發生器；也有三個觸頭的。剛輪與柔輪的齒數差應等于波的整數倍，通常取其等于波數。具有雙波發生器的諧波減速器，其剛輪和柔輪的齒數之差為zg-zr=2。當波形發生器逆時針轉一圈時，兩輪相對位移為2個齒距。當剛輪固定時，則柔輪的回轉方向與波形發生器的回轉方向相反。
(2)諧波齒輪傳動的傳動比諧波齒輪傳動的波形發生器相當于行星輪系的轉臂，柔輪相當于行星輪，剛輪則相當于中心輪。故諧波齒輪傳動裝置(諧波減速器)的傳動比可以應用行星輪系求傳動比的方式來計算。當波形發生器順時針回轉時，迫使柔輪的齒按順序地與剛輪的齒嚙合，由于兩輪輪齒齒距相等，且柔輪齒數zr比剛輪齒數zg少幾個齒，故波形發生器順時針轉一周后，柔輪2逆時針轉了(zg一zr)個齒，也即反轉了(zg一zr)/zr周。當剛輪固定時，剛輪的轉速ng=0，波形發生器與柔輪的傳動比為
式中，nHnr分別為波形發生器和柔輪的轉速(r／min)；zg、zr分別為剛輪和柔輪的齒數。
負號表示柔輪與波形發生器的旋轉方向相反。
當柔輪固定時，nr=O，波形發生器與剛輪的傳動比為
結果為正值說明剛輪與波形發生器的旋轉方向相同。
(3)諧波齒輪減速器產品及選用 目前尚無諧波減速器的國家標準，不同生產廠家標準代號也不盡相同。設計者也可根據需要單獨購買不同減速比、不同輸出轉矩的諧波減速器中的三大構件，并根據其安裝尺寸與系統的機械構件相連接。
2．齒輪傳動間隙的調整
齒輪傳動中的齒側間隙的存在，不僅會影響機電一體化系統的傳動精度，還會在電動機驅動系統中引起嚴重的噪聲，因此，對于機電一體化的齒輪傳動，一般要求采取措施消除齒鍘間隙。齒輪傳動側隙的調整有雙圓柱薄片齒輪錯齒調整法、偏心軸套調整法、軸向墊片調整法、斜齒輪法等多種方法。
(1)雙圓柱薄片齒輪錯齒調整法如圖2—17所示，兩個嚙合的直齒圓柱齒輪中一個采用寬齒輪，另一個由兩片可以相對轉動的薄片齒輪組成。裝配時使一片薄齒輪的齒左側和另一片的齒右側分別緊貼在寬齒輪齒槽的左、右兩側，通過兩薄片齒輪的錯齒，消除齒側間隙，反同時也不會出現死區。兩薄片齒輪l、2上各裝入有螺紋的凸耳3、4，螺釘5裝在凸耳3上，螺母6、7可調節螺釘5的伸出長度。彈簧8一端勾在凸耳9上，另一端勾在螺釘5上。轉動螺母7(螺母6用于鎖緊)可改變彈簧8的張力大小，調節齒輪1、2的相對位置。
達到錯齒。這種錯齒調整法的齒側間隙可自動補償，但結構復雜。
(2)偏心軸套調整法圖2-18所示為******的偏心軸套式消隙結構。電動機2通過偏心軸套1裝在殼體上。轉動偏心軸套1可以調整兩嚙合齒輪的中心距，從而消除直齒圓柱齒輪傳動的齒側間隙及其造成的換向死區。這種方法結構簡單，但側隙調整后不能自動補償。
(3)軸向墊片調整法如圖2—19所示，齒輪l和2相嚙合，其分度圓弧齒厚沿軸線方虧略有錐度，這樣就可以用軸向墊片3使齒輪2沿軸向移動，從而消除兩齒輪的齒側間隙。
裝配時軸向墊片3的厚度應使得齒輪1和2之間既齒側聞隙小，運動又靈活。其特點是結構專單，但側隙不能自動補償。
(4)斜齒輪法如圖2_20所示
消除斜齒輪傳動齒側隙的方法是用兩個薄片齒輪與一 個寬齒輪嚙合，只是在兩個薄片斜齒輪的中間隔開了一小段距離，這樣它的螺旋線便錯開了。圖示為墊片錯齒調整法，其特點是結構比較簡單，但調整較費時，且齒側間隙不能自動補償。
3．齒輪傳動形式及其傳動比
常用的齒輪減速裝置有一級、二級、三級等傳動形式，如圖2—21所示。
設計齒輪傳動系統時，齒輪傳動比i應滿足驅動部件與負載之間的位移及轉矩、轉速的匹配要求，不能滿足的禁忌使用。總傳動比i一般根據驅動電動機的額定轉速nr和負載所需的****工作轉速nlmax來確定：
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