差动轮系是指具有两个或两个以上自由度的轮系，亦即具有对应的两个或两个以上的原动件的轮系，原动件可以由齿轮或系杆组成。

所有的中心轮均能绕轴线转动的“行星轮系”。用来把一个轴的转动分配到两个轴上，或把两个轴的转动合为一个轴的转动。如汽车后轮的分速装置便是一个差动轮系。

1、中心轮：在周转轮系运转过程中，绕固定轴线回转的齿轮，称为中心轮，又称太阳轮，如图1中的齿轮1和齿轮3。

2、行星轮：既绕自己的轴线作自转，又绕中心轮的轴线作公转的齿轮，称为行星轮，如图1中的齿轮2。

3、系杆：带动行星轮作公转的构件，称为系杆，又称行星架或转臂，如图1中的构件H。

如图2所示，差动轮系由齿轮1、齿轮2和内齿轮3所组成的。系杆H能转动，即齿轮2的轴线O2能绕O1OH轴线转动。因为它有一根能旋转的系杆，齿轮1和齿轮3 都能把运动传给齿轮2 及系杆，无论齿轮1和齿轮3 的转速和转向怎么变化，都不会产生打坏齿轮的问题。齿轮2 不仅能自转，而且可以随着系杆转动而公转，从而能适应齿轮1、齿轮3 转速与转向的任意变化。这就是说，差动轮系能传递两个转动，实现转动的合成和分解。

具有体积小，重量轻，传动比范围大，效率高（需型式选用得当）和工作平稳等优点，同时差动轮系还可以用于速度的合成与分解或用于变速传动，所以应用日益广泛。但缺点是结构较复杂，制造精度要求较高，制造安装较困难。在实际应用上，有的轮系既包含定轴轮系，又包含行星传动，则形成了混合轮系。

差动轮系有两个自由度，当给定三个基本构件中任意两个基本构件的个的运动后，第三个基本构件的运动才能确定。这就是说，运动为另两个基本构件的运动的合成，或者将一个基本构件的运动按照可变的比例分解为另两个基本构件的运动。即差动轮系可用作运动的合成与分解。运动的分解就是将一个构件的转动，按工作要求分解为两个构件的转动。如图4所示的汽车差速器，在汽车转弯时将汽车传动轴的输人转速分解为两个后车轮的不同转速。

差动轮系具有两个或两个以上自由度的轮系，是由两个或两个以上的原动件决定了轮系中执行件的确定运动，执行件可以为齿轮或系杆。但一般的差动轮系的自由度为2，亦即只需要2个原动件整个轮系就具有确定的运动。

行星轮系和差动轮系统称为周转轮系（一个周转轮系由三类构件组成：一个系杆、一个或几个行星轮和一个或几个与行星轮相啮合的中心轮）。

行星轮系中，两个中心轮有一个固定；差动轮系中，两个中心轮都可以动。当一个中心轮的输入速度为零，差动轮系变为行星轮系。行星轮传动比跟普通齿轮算法是一样的，差动轮则类似谐波齿轮，一般是被驱动轮/差动齿数=传动比。或者说是由两个或两个以上的原动件决定了轮系中执行件的确定运动，执行件可以为齿轮或系杆。但一般的差动轮系的自由度为2，亦即只需要2个原动件整个轮系就具有确定的运动。