据史料记载，远在公元(yuan)前400~200年的中(zhong)国古(gu)代(dai)就巳开(kai)始使用(yong)齿轮，在我国(guo)山(shan)西出(chu)土的青(qing)铜齿轮是迄今(jin)巳(si)发(fa)现(xian)的最古(gu)老齿轮，作(zuo)为反映古代(dai)科(ke)学(xue)技(ji)术(shu)成(cheng)就的(de)指南车(che)就(jiu)是(shi)以齿轮机(ji)构为(wei)核心(xin)的(de)机械装(zhuang)置(zhi)。17世(shi)纪末，人们(men)才开始(shi)研究，能(neng)正(zheng)确传(chuan)递(di)运(yun)动的(de)轮(lun)齿(chi)形(xing)状(zhuang)。18世纪，欧(ou)洲(zhou)工(gong)业(ye)革命(ming)以后(hou)，齿轮传(chuan)动(dong)的(de)应用(yong)日(ri)益(yi)广(guang)泛；先是(shi)发展摆(bai)线齿轮，而后(hou)是渐开线(xian)齿(chi)轮(lun)，一直到(dao)20世(shi)纪(ji)初(chu)，渐(jian)开线(xian)齿轮(lun)已在(zai)应用(yong)中占了(le)优(you)势(shi)。 

早(zao)在(zai)1694年(nian)，法国学者(zhe)Philippe De La Hire首先提出(chu)渐开线可作(zuo)为(wei)齿形(xing)曲(qu)线。1733年，法国(guo)人(ren)M.Camus提(ti)出(chu)轮(lun)齿(chi)接(jie)触点(dian)的(de)公(gong)法线(xian)必(bi)须(xu)通(tong)过中(zhong)心连线上的节(jie)点(dian)。一(yi)条(tiao)辅助瞬心(xin)线分别沿(yan)大(da)轮和(he)小(xiao)轮的(de)瞬(shun)心线(节圆(yuan))纯(chun)滚动时，与(yu)辅助瞬(shun)心(xin)线(xian)固联的辅(fu)助齿(chi)形(xing)在大轮和(he)小轮(lun)上(shang)所(suo)包(bao)络形成的(de)两(liang)齿廓(kuo)曲(qu)线是彼(bi)此共轭(e)的，这就是Camus定理(li)。它考(kao)虑(lv)了两(liang)齿面的啮合状态(tai)；明确建立了现(xian)代(dai)关(guan)于(yu)接(jie)触点轨迹(ji)的(de)概(gai)念(nian)。1765年，瑞士的L．Euler提出(chu)渐(jian)开线齿(chi)形解(jie)析(xi)研究的(de)数学(xue)基(ji)础，阐明(ming)了(le)相啮合(he)的一对(dui)齿(chi)轮，其齿(chi)形(xing)曲(qu)线的(de)曲(qu)率(lv)半(ban)径(jing)和曲率中(zhong)心位置(zhi)的(de)关(guan)系(xi)。后(hou)来(lai)，Savary进(jin)一步(bu)完(wan)成(cheng)这一方法，成(cheng)为现在(zai)的(de)Eu-let-Savary方程。对渐开线齿(chi)形应(ying)用作(zuo)出(chu)贡(gong)献(xian)的是(shi)Roteft WUlls，他(ta)提(ti)出中(zhong)心距(ju)变化(hua)时(shi)，渐(jian)开(kai)线齿(chi)轮具(ju)有(you)角速(su)比不变的(de)优(you)点。1873年(nian)，德国(guo)工(gong)程师(shi)Hoppe提出(chu)，对不同(tong)齿(chi)数(shu)的(de)齿(chi)轮(lun)在(zai)压(ya)力角(jiao)改(gai)变(bian)时的渐开线(xian)齿(chi)形，从而(er)奠(dian)定(ding)了现(xian)代(dai)变位(wei)齿轮的(de)思(si)想基(ji)础。
    19世纪末，展(zhan)成(cheng)切齿法(fa)的原理(li)及(ji)利(li)用此(ci)原(yuan)理切齿(chi)的(de)专用(yong)机(ji)床(chuang)与(yu)刀(dao)具的相(xiang)继出现(xian)，使齿(chi)轮(lun)加(jia)工(gong)具军较完备的手(shou)段后，渐(jian)开线(xian)齿形更显(xian)示(shi)出巨(ju)大(da)的(de)优走性(xing)。切齿时只(zhi)要(yao)将切齿(chi)工(gong)具从正(zheng)常(chang)的(de)啮合(he)位置(zhi)稍(shao)加移(yi)动，就(jiu)能(neng)用标(biao)准(zhun)刀(dao)具(ju)在机(ji)床上(shang)切出相(xiang)应的(de)变(bian)位(wei)齿轮(lun)。1908年(nian)，瑞(rui)士MAAG研(yan)究(jiu)了变(bian)位(wei)方(fang)法(fa)并制(zhi)造出展(zhan)成(cheng)加(jia)工(gong)插(cha)齿机(ji)，后(hou)来(lai)，英国BSS、美(mei)国AGMA、德国DIN相(xiang)继(ji)对(dui)齿(chi)轮变(bian)位提出(chu)了多种(zhong)计(ji)算(suan)方法(fa)。
    为(wei)了(le)提(ti)高动力传动(dong)齿轮的(de)使(shi)用(yong)寿命并减(jian)小其(qi)尺(chi)寸(cun)，除从材(cai)料，热处理及(ji)结(jie)构(gou)等(deng)方面(mian)改进外，圆(yuan)弧齿形(xing)的(de)齿轮获(huo)得(de)了发(fa)展。1907年，英(ying)国(guo)人Frank Humphris最早发(fa)表了(le)圆(yuan)弧(hu)齿(chi)形(xing)。1926年(nian)，瑞土人(ren)Eruest Wildhaber取得(de)法面(mian)圆(yuan)弧齿形(xing)斜齿(chi)轮(lun)的专(zhuan)利(li)权。1955年，苏(su)联(lian)的M．L．Novikov完成了(le)圆弧齿(chi)形(xing)齿(chi)轮的(de)实(shi)用研(yan)究(jiu)并(bing)获得列宁勋(xun)章(zhang)。1970年(nian)，英(ying)国(guo)Rolh—Royce公司工程师R．M.Studer取(qu)得了双圆(yuan)弧(hu)齿(chi)轮(lun)的(de)美(mei)国专(zhuan)利。这种(zhong)齿(chi)轮(lun)现(xian)已(yi)日益为(wei)人们所(suo)重(zhong)视(shi)，在生(sheng)产(chan)中发(fa)挥了(le)显(xian)著效益(yi)。
齿(chi)轮(lun)是能(neng)互相(xiang)啮合(he)的有(you)齿的机械(xie)零件(jian)，它在机(ji)械传动及(ji)整(zheng)个机(ji)械(xie)领域(yu)中(zhong)的应(ying)用极(ji)其广(guang)泛(fan)。现代齿(chi)轮技(ji)术(shu)已达(da)到：齿轮模(mo)数O.004～100毫米；齿轮直(zhi)径(jing)由(you)1毫(hao)米(mi)～150米；传(chuan)递功率(lv)可(ke)达(da) 十万千(qian)瓦；转速(su)可达(da) 十万(wan)转(zhuan)/分；最高的圆(yuan)周(zhou)速度达300米(mi)/秒。
    齿轮(lun)是能互(hu)相啮(nie)合的有齿(chi)的(de)机(ji)械零件(jian)，它在机械(xie)传(chuan)动(dong)及整(zheng)个机械领域(yu)中的(de)应用(yong)极(ji)其广泛。现代(dai)齿(chi)轮技(ji)术(shu)已达(da)到(dao)：齿轮(lun)模数O.004～100毫米；齿(chi)轮直径(jing)由(you)1毫米(mi)～150米；传(chuan)递(di)功(gong)率(lv)可(ke)达(da) 十(shi)万(wan)千瓦；转(zhuan)速(su)可(ke)达(da) 十万(wan)转/分(fen)；最(zui)高(gao)的(de)圆周(zhou)速(su)度达(da)300米/秒。
    齿轮(lun)在(zai)传动(dong)中(zhong)的(de)应(ying)用(yong)很早(zao)就出现了(le)。公元前三百多(duo)年(nian)，古(gu)希(xi)腊(la)哲(zhe)学家(jia)亚(ya)里(li)士(shi)多(duo)德在(zai)《机(ji)械(xie)问题》中，就(jiu)阐(chan)述(shu)了(le)用(yong)青(qing)铜(tong)或(huo)铸铁齿轮(lun)传递旋转运动的(de)问(wen)题。中(zhong)国(guo)古代发明的指南(nan)车(che)中(zhong)已(yi)应用了整套的轮系(xi)。不过，古代(dai)的齿(chi)轮(lun)是(shi)用木料(liao)制(zhi)造或(huo)用金 属(shu)铸(zhu)成(cheng)的(de)，只(zhi)能传(chuan)递(di)轴(zhou)间的(de)回转(zhuan)运动，不能保(bao)证(zheng)传(chuan)动(dong)的(de)平(ping)稳(wen)性(xing)，齿(chi)轮的(de)承载能(neng)力(li)也很小(xiao)。
随(sui)着(zhe)生(sheng)产的(de)发展，齿(chi)轮(lun)运转的平稳(wen)性(xing)受到(dao)重视(shi)。1674年丹(dan)麦(mai)天(tian)文学家(jia)罗默首(shou)次提(ti)出用(yong)外(wai)摆线作齿(chi)廓(kuo)曲线，以(yi)得到(dao)运转(zhuan)平稳(wen)的齿(chi)轮(lun)。
    18世纪工业革命时(shi)期，齿轮技术得到(dao)高速(su)发(fa)展(zhan)，人(ren)们对齿轮(lun)进(jin)行了(le)大(da)量(liang)的研(yan)究。1733年(nian)法国(guo)数学家卡(ka)米发(fa)表了(le)齿(chi)廓(kuo)啮合(he)基本定律(lv)；1765年瑞士(shi)数(shu)学家欧(ou)拉(la)建(jian)议采(cai)用(yong)渐开线(xian)作(zuo)齿廓曲(qu)线。
    19世(shi)纪(ji)出现(xian)的滚齿(chi)机和插(cha)齿机，解(jie)决了大量生(sheng)产高精度(du)齿(chi)轮(lun)的(de)问(wen)题(ti)。1900年,普福(fu)特(te)为滚齿(chi)机装上(shang)差(cha)动(dong)装(zhuang)置，能在滚齿(chi)机(ji)上加工(gong)出斜齿轮，从此(ci)滚齿机(ji)滚(gun)切齿轮得(de)到普(pu)及(ji)，展(zhan)成法加(jia)工(gong)齿轮(lun)占(zhan)了(le)压倒(dao)优势(shi)，渐开线(xian)齿轮(lun)成为(wei)应(ying)用(yong)最广(guang)的(de)齿(chi)轮(lun)。
    1899年(nian)，拉(la)舍(she)最(zui)先实(shi)施(shi)了变(bian)位齿(chi)轮(lun)的方案。变位(wei)齿(chi)轮(lun)不仅能避(bi)免轮(lun)齿根切(qie)，还可以(yi)凑配(pei)中心(xin)距和(he)提高齿轮的承载能力。1923年美(mei)国怀尔德哈(ha)伯(bo)最先(xian)提(ti)出(chu)圆(yuan)弧齿廓的(de)齿(chi)轮(lun)，1955年苏诺维科夫对圆弧齿(chi)轮(lun)进(jin)行了深(shen)入(ru)的研究(jiu)，圆弧(hu)齿轮遂得(de)以(yi)应(ying)用于生产。这种(zhong)齿(chi)轮的承(cheng)载能力和(he)效率(lv)都较(jiao)高(gao)，但尚不及(ji)渐(jian)开线齿(chi)轮那(na)样易于(yu)制造(zao)，还(hai)有(you)待进(jin)一(yi)步改进(jin)。
齿轮的组(zu)成结(jie)构(gou)一般(ban)有轮齿、齿槽、端面、法(fa)面(mian)、齿顶(ding)圆(yuan)、齿根圆(yuan)、基(ji)圆(yuan)、分度(du)圆。
轮齿(chi)简(jian)称齿，是齿(chi)轮上 每(mei)一(yi)个用于(yu)啮合的凸起(qi)部(bu)分，这些(xie)凸起部分(fen)一(yi)般(ban)呈(cheng)辐射(she)状(zhuang)排(pai)列，配对(dui)齿(chi)轮上的轮(lun)齿(chi)互相(xiang)接(jie)触(chu)，可(ke)使(shi)齿(chi)轮(lun)持续啮(nie)合(he)运转(zhuan)；齿(chi)槽是齿(chi)轮(lun)上两相邻轮齿(chi)之间(jian)的空(kong)间；端(duan)面是圆柱(zhu)齿轮或圆柱(zhu)蜗(wo)杆上 ，垂直(zhi)于齿(chi)轮(lun)或(huo)蜗(wo)杆轴线(xian)的平面(mian)；法(fa)面指(zhi)的是垂(chui)直(zhi)于轮(lun)齿(chi)齿(chi)线(xian)的平(ping)面(mian)；齿(chi)顶(ding)圆(yuan)是(shi)指(zhi)齿顶(ding)端所(suo)在的(de)圆；齿(chi)根(gen)圆是(shi)指槽底所在的圆(yuan)；基圆(yuan)是形成渐开(kai)线(xian)的发(fa)生(sheng)线作(zuo)纯滚(gun)动(dong)的圆；分(fen)度圆(yuan) 是在(zai)端面(mian)内计(ji)算齿(chi)轮几何(he)尺寸(cun)的(de)基(ji)准圆(yuan)。
齿(chi)轮(lun)可按齿(chi)形(xing)、齿(chi)轮外(wai)形(xing)、齿线形状、轮齿所(suo)在(zai)的表面(mian)和(he)制(zhi)造(zao)方(fang)法等分(fen)类(lei)。
齿(chi)轮(lun)的齿(chi)形(xing)包括(kuo)齿(chi)廓(kuo)曲(qu)线(xian)、压力角(jiao)、齿(chi)高和(he)变位。渐(jian)开线齿轮比(bi)较(jiao)容易制造(zao)，因此(ci)现(xian)代使用(yong)的齿轮中 ，渐(jian)开线(xian)齿轮(lun)占绝(jue)对多(duo)数(shu)，而(er)摆线齿轮和圆(yuan)弧(hu)齿(chi)轮(lun)应用较(jiao)少。
在压力角(jiao)方(fang)面(mian)，小压力(li)角齿轮的(de)承(cheng)载能力较小(xiao)；而(er)大(da)压(ya)力(li)角齿(chi)轮，虽(sui)然(ran)承载能力(li)较高(gao)，但在传(chuan)递转(zhuan)矩相同(tong)的(de)情况下轴承的负荷(he)增大，因(yin)此(ci)仅用于特(te)殊(shu)情况。而(er)齿轮的齿(chi)高(gao)已(yi)标(biao)准化(hua)，一般(ban)均采(cai)用标准(zhun)齿(chi)高(gao)。变(bian)位(wei)齿(chi)轮的(de)优点(dian)较(jiao)多(duo)，已(yi)遍及(ji)各(ge)类机械设(she)备(bei)中(zhong)。
    另(ling)外，齿(chi)轮还(hai)可按其(qi)外形分为(wei)圆柱齿(chi)轮、锥(zhui)齿(chi)轮(lun)、非(fei)圆齿轮(lun)、齿条(tiao)、蜗(wo)杆(gan)蜗轮 ；按齿线(xian)形(xing)状(zhuang)分为直(zhi)齿轮、斜齿轮、人字齿轮、曲线齿(chi)轮(lun)；按(an)轮(lun)齿所(suo)在的表面(mian)分为(wei)外(wai)齿(chi)轮(lun)、内齿轮(lun)；按制造(zao)方法(fa)可分为(wei)铸(zhu)造(zao)齿(chi)轮(lun)、切(qie)制齿(chi)轮、轧(ya)制齿轮(lun)、烧(shao)结(jie)齿(chi)轮等(deng)。
    齿(chi)轮的制(zhi)造(zao)材料(liao)和(he)热(re)处理(li)过程(cheng)对(dui)齿轮(lun)的承载能(neng)力(li)和尺寸(cun)重(zhong)量(liang)有很大(da)的影(ying)响(xiang)。20世(shi)纪50年(nian)代前(qian)，齿(chi)轮多(duo)用碳钢(gang)，60年(nian)代(dai)改用合(he)金钢，而(er)70年(nian)代多用(yong)表(biao)面(mian)硬(ying)化钢。按硬度 ，齿面(mian)可(ke)区分(fen)为软齿面和(he)硬(ying)齿(chi)面(mian)两种(zhong)。软齿(chi)面(mian)的(de)齿轮(lun)承(cheng)载能力较低，但制(zhi)造比较容易，跑合(he)性好， 多用(yong)于传动(dong)尺寸(cun)和(he)重量(liang)无(wu)严(yan)格(ge)限(xian)制(zhi)，以及小量生产的一(yi)般(ban)机械(xie)中(zhong)。因(yin)为配对(dui)的(de)齿轮(lun)中(zhong)，小轮(lun)负(fu)担较(jiao)重，因此(ci)为使大小(xiao)齿(chi)轮工作(zuo)寿(shou)命(ming)大(da)致(zhi)相等(deng)，小轮齿面硬(ying)度一般要(yao)比大轮的高 。
    硬(ying)齿(chi)面齿轮(lun)的承载(zai)能力高(gao)，它(ta)是在齿(chi)轮精(jing)切(qie)之后 ，再进行淬火(huo)、表面淬火或渗(shen)碳淬火(huo)处(chu)理，以提高硬度。但在热处理中(zhong)，齿(chi)轮(lun)不可(ke)避(bi)免(mian)地(di)会(hui)产(chan)生(sheng)变形，因此(ci)在热(re)处(chu)理(li)之(zhi)后(hou)须进(jin)行磨(mo)削(xue)、研磨(mo)或精切(qie) ，以消(xiao)除(chu)因变(bian)形产生(sheng)的误(wu)差(cha)，提(ti)高齿(chi)轮(lun)的(de)精度。
    制造(zao)齿轮常用的(de)钢(gang)有(you)调质钢、淬火(huo)钢、渗碳(tan)淬火(huo)钢(gang)和渗氮(dan)钢(gang)。铸(zhu)钢的(de)强度比(bi)锻(duan)钢(gang)稍(shao)低，常用(yong)于尺(chi)寸(cun)较(jiao)大的齿轮；灰(hui)铸铁(tie)的机械(xie)性(xing)能较差(cha)，可用于(yu)轻载(zai)的开式(shi)齿(chi)轮传动(dong)中(zhong)；球(qiu)墨(mo)铸(zhu)铁(tie)可部(bu)分(fen)地代(dai)替(ti)钢制(zhi)造齿轮 ；塑(su)料(liao)齿轮多(duo)用(yong)于(yu)轻(qing)载(zai)和(he)要(yao)求(qiu)噪声低的地(di)方，与(yu)其配对(dui)的(de)齿(chi)轮(lun)一般用导热性好(hao)的(de)钢(gang)齿(chi)轮(lun)。
    未来齿轮正(zheng)向(xiang)重(zhong)载、高速(su)、高精(jing)度(du)和高(gao)效(xiao)率等(deng)方向(xiang)发(fa)展，并(bing)力(li)求尺寸(cun)小、重(zhong)量(liang)轻(qing)、寿命长(zhang)和(he)经济(ji)可靠(kao)。而(er)齿轮理(li)论(lun)和制(zhi)造工(gong)艺的(de)发(fa)展(zhan)将是进一步(bu)研究(jiu)轮齿损(sun)伤(shang)的机理，这是建(jian)立可靠(kao)的(de)强(qiang)度(du)计算(suan)方法(fa)的依据(ju)，是提(ti)高齿(chi)轮(lun)承载能(neng)力(li)，延(yan)长齿轮(lun)寿(shou)命(ming)的(de)理(li)论基础；发(fa)展以(yi)圆弧(hu)齿廓(kuo)为(wei)代(dai)表的(de)新(xin)齿(chi)形(xing)；研究(jiu)新型(xing)的齿(chi)轮(lun)材料和(he)制造齿轮(lun)的新工艺(yi)； 研(yan)究(jiu)齿(chi)轮(lun)的(de)弹性变形、制(zhi)造和安(an)装误(wu)差(cha)以及温(wen)度(du)场的(de)分(fen)布(bu)，进(jin)行(xing)轮(lun)齿修形(xing)，以(yi)改善(shan)齿轮(lun)运(yun)转的平(ping)稳性(xing)，并(bing)在(zai)满载(zai)时(shi)增大轮齿(chi)的接(jie)触(chu)面积(ji)，从(cong)而提高(gao)齿(chi)轮的(de)承(cheng)载能力(li)。

    摩(mo)擦(ca)、润(run)滑(hua)理论和润(run)滑(hua)技术是(shi) 齿(chi)轮(lun)研(yan)究(jiu)中(zhong)的基(ji)础(chu)性(xing)工(gong)作，研究弹性流(liu)体动(dong)压润滑理论(lun)，推(tui)广采(cai)用合成(cheng)润(run)滑油和在(zai)油中适(shi)当地加入(ru)极(ji)压(ya)添加剂(ji)，不(bu)仅(jin)可(ke)提高齿(chi)面(mian)的(de)承载(zai)能(neng)力(li)，而且也能提(ti)高传(chuan)动效率(lv)。