[科普中国]-变速齿轮

变速齿轮原指一种机械装置。现也指Windows操作系统中改变游戏速度的程序。

机械装置变速齿轮包括普通外啮合变速齿轮、普通内啮合变速齿轮及行星变速齿轮。

行星变速齿轮在轮式工程机械轮边减速器中的行星变速齿轮机构，因其具有结构紧凑、载荷容量大、传动效率高、齿间负荷小、结构刚度好且传动平稳等优点，而广泛应用于各式重型机械的终传动中。在设计过程中，既要保证传递发动机或地面传来的全部扭矩，同时又要保证其结构设计最优，并且进一步节约材料，降低成本，提高机械效率；因而利用数学模型，借助计算机进行优选，在装配和工艺不变的条件下，使其体积最小是具有潜力的选择。

行星齿轮机构

1、基本结构

行星齿轮机构有很多类型，其中最简单的行星齿轮机构是由 1 个太阳轮、1 个齿圈、1 个行星架和支承在行星架上的几个行星齿轮组成的，称为 1 个行星排，如图 1 所示。

行星齿轮机构中的太阳轮、齿圈及行星架有一个共同的固定轴线，行星齿轮支承在固定于行星架的行星齿轮轴上，并同时与太阳轮和齿圈啮合。当行星齿轮机构运转时，空套在行星架上的行星齿轮轴上的几个行星齿轮一方面可以绕着自己的轴线旋转，另一方面又可以随着行星架一起绕着太阳轮回转，就像天上行星的运动那样，兼有自转和公转2种运动状态，在行星排中，具有固定轴线的太阳轮、齿圈和行星架称为行星排的 3 个基本元件。行星齿轮机构作为变速机构，有多个行星齿轮同时传递动力，而且常采用内啮合式，充分利用了齿圈中部的空间，故与普通齿轮变速机构相比，在传递同样功率的条件下，可以大大减小变速机构的尺寸和质量，并可实现同向、同轴减速传动；另外，由于采用常啮合传动，动力不间断，加速性好，且运行可靠。

2、变速原理

由于单排行星齿轮机构有2个自由度，因此它没有固定的传动比，不能直接用于变速传动。为了组成具有一定传动比的传动机构，必须将太阳轮、齿圈和行星架这3个基本元件中的一个加以固定(即使其转速为0，也称为制动)，或使其运动受到一定的约束(即让该构件以某一固定的转速旋转)，或将某2个基本元件互相连接在一起 (即两者转速相同)，使行星排变为只有1个自由度的机构，获得确定的传动比。行星齿轮机构的传动示意，如图 2 所示。设太阳轮的齿数为 zt，行星齿轮的齿数为 zx，齿圈齿数为zq，太阳轮、齿圈和行星架的转速分别为 nt、nq、nj，并设齿圈与太阳轮的齿数比为 u，即

u = zq/ zt ，（1）

则上式行星齿轮机构的一般运动规律可表达为

nt + α nq-(1+ α ) nj = 0 （2）

由式 (1) 可知，在太阳轮、齿圈和行星架 3 个基本元件中，可任选 2 个分别作为主动件和从动件，而使另一个元件固定不动 (使该元件转速为零) 或使其运动受一定约束 (使该元件的转速为某一定值)，则整个轮系即以一定的传动比传递动力。不同的连接和固定方案可得到不同的传动比，3 个基本元件的不同组合可有 6 种不同的组合方案，加上直接挡传动和空挡，共有 8 种组合，相应能获得 5 种不同的传动比。1

变速齿轮的加工工艺锻造是变速齿轮加工的一种重要方法。

变速齿轮锻件是汽车中的一种重要零件，产品质量要求高、形状复杂。从产品外形分析可知，它属于双端带法兰的盲孔锻件，必须采用两个分型面，才能从模具型腔中取出锻件。

变速齿轮锻件图的设计应考虑如下一些问题：

（1）确定分模面位置锻件分模位置合适与否，关系到锻件成形、锻件出模、材料利用率等一系列问题。确定分模面位置最基本原则是保证锻件形状尽可能与零件形状相同，以及锻件容易从锻模型腔中取出，并要求获得镦粗挤压充填成二形的良好效果，同时考虑到开模时锻件留在下模。因此，按该变速齿轮的复杂形状，锻件分模面的选择应有两个分模面，即凸、凹模水平分模面和左右两半凹模垂直分模面。

（2）余量及公差变速齿轮两端法兰是作为加工齿轮的毛坯，应在径向及上下两个端面都必须加放余量。在与花键轴相对应的内孔直径上，也需加放余量。余量及公差查阅资料。

（3）冲孔连皮根据零件的中心内孔直径尺寸，可以挤锻成形，但必须在孔内保留一层连皮，然后在切边压力机上冲除。连皮厚度应适当，若过于薄，锻件容易发生锻不足和要求较大的打击力，从而导致型腔凸出部分加速磨损或打塌；若连皮太厚，虽然有助于克服上述现象，但是冲除连皮困难，使锻件形状走样，而且浪费金属。所以在设计内孔的锻件时，必须按资料正确及合理选用连皮厚度。

（4）模锻斜度它的功用是使锻件成形后能从型腔内顺利取出，但是加上模锻斜度后会增加金属损耗及机械加工工时，因此应尽量选用最小的模锻斜度。变形齿轮锻件两端法兰处于左右两半凹模内，已能顺利脱模，可不必设置斜度。在中心内孔轴向高度上，必须设置斜度，易使凸模退出。脱模斜度数据按资料查取。（5）圆角半径锻件尖角处的圆角半径直接影响着挤锻时的金属流动、型腔充满、挤锻力、模具磨损、锻件切削加工量和锻件转角处流线切断等。按变速齿轮零件的尺寸查资料得相应的圆角半径。根据以上所得的数据，绘制出变速齿轮锻件图，如图所示。2

齿轮结构设计需注意的几个问题由于齿轮具有质量、弹性以及加工误差，所以在啮合传动过程中不可避免地存在着反转误差，这种误差是非线性的，而且处于速度控制环之外，影响着位置控制环的稳定性，所以，在设计齿轮传动的结构时，要注意以下几个问题：

1、要有一定的齿轮加工精度。

2、齿轮的转动惯量要尽可能地小。为使驱动装置具有良好的动态特性，设计时要选择刚度大，比重小的齿轮材料。通过齿形加工，转动惯量会更小。

3、由于齿轮的转动惯量值与其直径的四次方成正比，所以，齿轮直径应尽可能地小，尤其是直接安装在电机轴上的齿轮。为了减少转动惯量，可将大齿轮轮幅挖空，以减少齿轮的质量，

4、对于传动比设计，除满足机器装置速度方面的要求外，还要使其达到最佳值，以使负载和惯量方面得到合理地匹配。这对提高系统的精度、效率及动态响应都是重要的

5、为了减少转动惯量，提高负载能力，适当地增加降速齿轮传动级数是必要的,但传动级数不可过多，一般不要超过两级。否则，将导致传动链的精度、刚度及效率都将下降，机械时间常数将变大，这对系统的性能是不利的。3

程序使用相关变速齿轮几乎可以改变任何Windows游戏的速度。除了游戏，它也能改变任何时间相关的程序的速度，例如视频播放、Flash、网页等。

变速齿轮程序在Windows 98．Windows 98SE、Windows ME下使用9x版的变速齿轮，在Windows 2000、Windows XP、Windows Server 2003下使用NT版的变速齿轮。变速齿轮的9x和NT版在使用上有很大不同，实际上他们是两个不同的程序。但变速齿轮不能在Windows NT 3。x和Windows NT 4。x下运行。其实要让变速齿轮能在这两个操作系统下运行是很容易的，方法也很多。

9x版变速齿轮的使用很简单，你要做的事情只是移动滑杆设定你想要的速度。设定的速度对系统中所有进程（也就是正在运行的程序）都有效。注意，有些游戏不能在运行中改变速度，这时只要先设定好想要的速度再运行游戏就可以了。

NT版的变速齿轮使用比9x版略微复杂。他只对那些你指定的进程变速，对其他进程则没有影响，这样就大大提高了变速齿轮的稳定性。有几种方法可以指定需要变速的进程：

1．在“速度未改变的进程”列表框中是变速齿轮没有对他变速的进程。在这个列表框中选择一个进程，点加入按钮，可以把他加入到“速度改变的进程”列表中。

2．点浏览按钮（标题是三个点的那个按钮），将打开文件对话框。用他选择一个可执行文件（*。exe）。所选择的文件名将自动填入下拉列表框，并且自动运行。

3．在下拉列表框中填入带完全路径的可执行文件名，按运行按钮运行他。下拉列表框中保存着以前运行过的可执行文件名。你也可以方便地从中选择一个。

4．被变速齿轮变速的进程启动的进程也将自动被变速。由于几乎所有的进程都是由NT的外壳进程（就是在变速齿轮中显示为“Program Manager”的那个进程。桌面和资源管理器也都属于这个进程）启动的，所以如果把“Program Manager”加入到“速度改变的进程”列表中，将是一个方便的使用变速齿轮的方法。

如果进程列表没有正确反映当前的进程状态，可以点刷新按钮刷新列表。对于一些不能在运行中改变速度，或者在运行中改变速度会发生异常的游戏，请先设定好想要的速度，然后用除了第一种方法之外的方法启动游戏。

变速齿轮可以使用热键方便地改变速度。在不能切换到变速齿轮的使用界面，例如游戏正在运行时，热键甚至是改变速度的仅有的方法。

点热键按钮可以弹出设置热键对话框。固定速度热键用于把变速齿轮设定到一个固定的速度，加快减慢热键用于加快或者减慢速度。如果核选“加快减慢热键使用精细调节”核选框，每次加快减慢2的0。1次方倍，否则每次加快减慢2的0。5次方倍。另外，使用Ctrl+加快减慢热键也可以在每次2的0。1次方倍和2的0。5次方倍之间切换。“启用热键”核选框用于设置所有热键是否有效。

注意：如果用鼠标拖动滑杆将只停在整数倍位置，但是使用左右键可以进行更精细的调节。也可以使用Page Up、Page Down、Home、End键移动滑杆。

改变一切与时间相关程序。

功能特点

1。最高变速可达256倍，微调精度可达0。001；

2。纯软件方式变速，绝不会损害电脑硬件；

3。自定义热键、记忆速度、自动启动等小功能一应俱全；

4。具有自我隐藏保护功能，在一定程度上起到反跟踪，反屏蔽作用。

使用方法

1。下载后解压到任意文件夹，以管理员权限启动；

2。拉动变速条或输入具体数值即可系统变速。

(推荐Windows XP系统，兼容性较好)

软件性质（用途）

1。机器性能检测、系统优化提速、应用软件快速测试软件。

2。适用于任何Windows程序，不针对特定游戏。

3。采用纯软件方式改变时间数据，让程序误以为时间加快，所以绝不会损伤电脑，最多只会增加CPU使用率。

相关版本变速齿轮0。46新增的功能与改进：

1．支持最新的Windows Server 2003；

2．正如你所看到的，变速齿轮有了一个相当漂亮的界面。他是我用DELPHI做的。

3．他的使用更方便了；

4．9x和NT版合并在了一起；

5．用InstallShield做了一个安装程序，并且解决了变速齿轮在Windows 98第一版下不能加速的问题；

6．NT版中，被变速齿轮变速的进程启动的进程也自动被变速。有些游戏，例如红色警戒2，会有一个引导程序，由这个引导程序启动真正的游戏进程。由于被变速齿轮变速的进程启动的进程也自动被变速，所以像红色警戒2这样原来在NT下不能变速的游戏已经没问题了。

相关问答常见问题解答

*变速齿轮真的能让我的电脑运行加快256倍吗？

当然不能，否则Intel和AMD岂不是得改行卖软件。事实上他不会改变电脑的运行速度。

*使用变速齿轮会烧坏CPU、显卡和硬盘吗？

不会。如果在用变速齿轮时CPU、显卡或硬盘坏了，即使不用变速齿轮它们一样会坏。

*我在用Windows媒体播放器（Windows Media Player）看电影时想用变速齿轮快进和慢放，但我发现他只是使画面变得跳动，实际速度并没有变化。

在电脑中有声卡时媒体播放器会根据播放声音的速度播放视频。因此需要停用所有声卡。9x下是进入控制面板\系统\设备管理器，右键点击声卡设备，点属性，选在此硬件配置文件中禁用。NT下是进入控制面版\系统\硬件\设备管理器，右键点击声卡设备，点停用。

*加速器真的很好，特别是玩《石器时代》的时候，但是，突然有一天，我发现我的连接上的时间也跟着一起加速，连接时间过的飞快，我可是一个穷玩家啊，禁受不起打击的，希望给我答案！！！是不是加速的时候，电话费和网费也一起加速啊？

放心吧！使用变速齿轮是不会影响到电话费和网费的记费的，你看到的只是使用变速齿轮后的假象，电信局有自己的计费时钟。

*变速齿轮只能改变Windows95及以上版本游戏的速度吗？

是的，他不能改变DOS和Windows3。1游戏的速度。

*我怎么改变不了电脑移植版真侍魂的游戏速度？

由于计时方法的不同，一些游戏不能在运行中改变速度，或者在运行中改变速度会发生异常。只要先设定好速度再运行游戏就可以了。

*我在NeoRage模拟器中把速度降低8倍后为什么按键速度快了就做不出相应的动作，声音也完全变成了噪音？

NeoRage并不是连续检测键盘，假设他每秒检测30次，降低8倍后每秒仅检测4次，在这4次检测之间的键盘状态是被忽略的。所以把动作放慢一点吧。变成噪音是由于模拟器的特殊性。据我的测试，在其他游戏中声音都是正常的。

*我把速度降低16倍后为什么看到很多游戏画面是一帧一帧变化的？

二维游戏画面每秒最多30帧，降低16倍后每秒仅有两帧，所以你能清楚地看到画面一帧一帧地变化。三维游戏的帧速率也经常会有上限。

*但是，利用变速齿轮玩游戏，太快了就容易掉线，所以建议玩家们不要把杠杆调得太后面，以免掉线。

软件原理变速齿轮利用HOOK API实现针对Windows主流应用程序的变速功能， QueryPerformanceCounter， GetTickCount， timeGetTime 3个API实现的加速。

为了实现变速效果，按键精灵作者采用公式算法实现了加速减速效果，公式如下：

Result= 上次返回时间 + Round((当前返回时间 - 上次正常时间) * Power(2，倍数))

本词条内容贡献者为:

张磊 - 副教授 - 西南大学