在機械系統中，為了滿足使發動機工作在經濟轉速狀態時，以不同的速度、帶動不同大小負載的要求，變速器常是必不可少的子系統。簡單的變速器子系統，常由齒輪和離合器構成，可以在幾個固定的傳動比之間手動或自動切換，以滿足普通機械系統的要求。這種分檔的簡單變速器子系統，不但在變速過程中，隨階躍性跳變產生沖擊，影響整個機械系統的平穩性;而且，由于簡單的分檔式變速器不能在發動機與負載之間，形成最恰當的適配，因此，設計經濟、可靠、節能的機械式無級變速子系統，減速機的具體安裝一直是機械領域里各國競相研究的課題。

　　為攻克上述課題，在理論研究的基礎上，通過樣機實驗發現：綜合利用剛體定點運動之陀螺效應和行星輪系之運動學特點，可以構造一種結構極其簡潔的新型機械無級變速系統。

　　為研究其力學原理，選取附著于特殊陀螺5 本體的Oxyz 坐標架，原點為陀螺本體的幾何中心點O;X軸與行星齒輪2 的自轉軸重合，在圖示狀態，指向紙面上方;Y 軸與輸入軸1 的中心線重合，在圖示狀態，指向紙面左方;Z 軸可依右手螺旋方向確定，在圖示狀態，指向紙面以外方向。

　　根據對稱性，可知，X、Y、Z 三軸是特殊陀螺5 的三個慣量主軸。

　　當系統輸入軸1 轉動時，將驅使特殊陀螺5 繞Y 軸轉動，并因為齒輪2 與齒輪3 的嚙合關系，同時使特殊陀螺5 繞X 軸轉動，即，使特殊陀螺5 作定點運動。

　　根據剛體定點運動理論，若以剛體的三個慣量主軸為參照系，剛體之角加速度、回轉力矩和外力矩三者在主軸坐標系中，遵守下列歐拉動力學方程關系