据(ju)史料记载(zai)，远在公元(yuan)前400~200年(nian)的中(zhong)国古代(dai)就巳(si)开(kai)始使用齿(chi)轮，在(zai)我国山(shan)西(xi)出(chu)土的青铜齿(chi)轮(lun)是迄(qi)今(jin)巳(si)发现的(de)最古老(lao)齿(chi)轮，作(zuo)为反(fan)映古(gu)代(dai)科(ke)学技(ji)术(shu)成就(jiu)的(de)指(zhi)南车(che)就是以(yi)齿轮(lun)机构为核(he)心的机(ji)械装置。17世(shi)纪末，人(ren)们才(cai)开(kai)始(shi)研(yan)究，能正确(que)传递运动的(de)轮(lun)齿形状。18世纪，欧洲(zhou)工(gong)业革命(ming)以后(hou)，齿轮(lun)传动的应(ying)用(yong)日益(yi)广(guang)泛；先是发展(zhan)摆线(xian)齿轮(lun)，而(er)后(hou)是(shi)渐开(kai)线齿轮，一(yi)直(zhi)到20世纪(ji)初，渐(jian)开线齿轮已在应(ying)用(yong)中占了优(you)势。 

早在1694年，法(fa)国学(xue)者Philippe De La Hire首(shou)先(xian)提(ti)出(chu)渐开线可作为(wei)齿形(xing)曲(qu)线。1733年(nian)，法(fa)国(guo)人(ren)M.Camus提(ti)出轮齿(chi)接触点的公法线必须(xu)通(tong)过(guo)中(zhong)心(xin)连线(xian)上(shang)的(de)节(jie)点(dian)。一(yi)条辅助瞬心线(xian)分别(bie)沿大(da)轮和小轮(lun)的瞬(shun)心线(xian)(节(jie)圆)纯滚(gun)动(dong)时(shi)，与辅(fu)助(zhu)瞬心(xin)线(xian)固联(lian)的辅助齿(chi)形(xing)在大轮(lun)和(he)小轮上所(suo)包络(luo)形成的两(liang)齿廓(kuo)曲线(xian)是(shi)彼此共轭的，这(zhe)就(jiu)是Camus定(ding)理。它(ta)考(kao)虑了(le)两(liang)齿面(mian)的啮(nie)合状态；明(ming)确建立(li)了现(xian)代(dai)关于(yu)接触点轨迹的(de)概(gai)念(nian)。1765年(nian)，瑞(rui)士(shi)的L．Euler提出(chu)渐开(kai)线齿(chi)形解(jie)析研(yan)究的数(shu)学基(ji)础(chu)，阐(chan)明(ming)了相(xiang)啮合(he)的一(yi)对齿(chi)轮，其齿形(xing)曲线的曲率半径(jing)和(he)曲(qu)率(lv)中(zhong)心(xin)位置的(de)关系(xi)。后(hou)来(lai)，Savary进一(yi)步完成(cheng)这(zhe)一方法(fa)，成(cheng)为(wei)现(xian)在的(de)Eu-let-Savary方(fang)程(cheng)。对渐开线齿形(xing)应(ying)用(yong)作(zuo)出贡(gong)献(xian)的是Roteft WUlls，他提(ti)出(chu)中心(xin)距(ju)变(bian)化(hua)时，渐开线齿(chi)轮(lun)具有(you)角速(su)比(bi)不变的(de)优(you)点。1873年(nian)，德(de)国(guo)工程(cheng)师Hoppe提(ti)出(chu)，对不(bu)同齿(chi)数(shu)的齿轮在(zai)压力角改(gai)变时的渐开(kai)线齿形，从而奠定(ding)了现代变位齿(chi)轮的(de)思想(xiang)基础(chu)。
    19世纪末，展(zhan)成(cheng)切(qie)齿法(fa)的(de)原(yuan)理(li)及利用此(ci)原理切齿的(de)专(zhuan)用机床(chuang)与(yu)刀(dao)具的(de)相(xiang)继(ji)出(chu)现(xian)，使(shi)齿(chi)轮(lun)加(jia)工(gong)具(ju)军较(jiao)完(wan)备(bei)的手(shou)段(duan)后(hou)，渐开(kai)线(xian)齿形更显(xian)示(shi)出(chu)巨(ju)大(da)的(de)优走(zou)性(xing)。切(qie)齿时只要将切(qie)齿(chi)工具从正(zheng)常的(de)啮合位(wei)置稍加(jia)移动，就(jiu)能(neng)用(yong)标准刀(dao)具在机(ji)床(chuang)上切出相(xiang)应的(de)变位(wei)齿(chi)轮。1908年(nian)，瑞(rui)士(shi)MAAG研(yan)究(jiu)了变(bian)位(wei)方(fang)法并(bing)制(zhi)造(zao)出展成加(jia)工(gong)插齿机(ji)，后(hou)来，英(ying)国BSS、美(mei)国AGMA、德(de)国DIN相继对齿轮(lun)变位(wei)提出(chu)了(le)多种(zhong)计算(suan)方(fang)法。
    为了(le)提(ti)高动力传(chuan)动齿轮的(de)使(shi)用寿命(ming)并(bing)减小(xiao)其(qi)尺寸，除(chu)从(cong)材(cai)料(liao)，热处(chu)理(li)及结(jie)构(gou)等(deng)方(fang)面(mian)改(gai)进(jin)外(wai)，圆弧(hu)齿形的(de)齿轮(lun)获(huo)得了发(fa)展。1907年(nian)，英(ying)国(guo)人(ren)Frank Humphris最早(zao)发(fa)表(biao)了(le)圆(yuan)弧(hu)齿(chi)形。1926年(nian)，瑞(rui)土人(ren)Eruest Wildhaber取(qu)得法面(mian)圆(yuan)弧(hu)齿(chi)形斜齿轮(lun)的(de)专(zhuan)利(li)权。1955年，苏联(lian)的(de)M．L．Novikov完成(cheng)了(le)圆弧(hu)齿(chi)形齿轮(lun)的实用(yong)研究(jiu)并(bing)获得列(lie)宁(ning)勋(xun)章(zhang)。1970年，英(ying)国Rolh—Royce公司工(gong)程(cheng)师(shi)R．M.Studer取得了(le)双圆弧齿(chi)轮(lun)的(de)美国专利(li)。这(zhe)种齿轮(lun)现已(yi)日益为人(ren)们所(suo)重(zhong)视，在生产(chan)中(zhong)发(fa)挥(hui)了显(xian)著(zhu)效(xiao)益。
齿轮(lun)是(shi)能互相(xiang)啮(nie)合的有(you)齿(chi)的机(ji)械零件(jian)，它(ta)在(zai)机(ji)械(xie)传(chuan)动(dong)及(ji)整个机(ji)械领域中的(de)应(ying)用极其广泛。现代齿(chi)轮技术(shu)已达(da)到：齿轮(lun)模(mo)数O.004～100毫米；齿(chi)轮(lun)直径(jing)由1毫(hao)米(mi)～150米；传递功(gong)率(lv)可(ke)达(da) 十万千瓦；转(zhuan)速(su)可(ke)达 十万(wan)转(zhuan)/分；最(zui)高(gao)的(de)圆周速(su)度达(da)300米(mi)/秒。
    齿轮(lun)是(shi)能(neng)互相啮(nie)合(he)的有(you)齿(chi)的机械零(ling)件，它在(zai)机械(xie)传动及整个(ge)机(ji)械(xie)领域中的(de)应(ying)用极(ji)其(qi)广(guang)泛。现代(dai)齿(chi)轮技(ji)术(shu)已达(da)到(dao)：齿(chi)轮(lun)模数O.004～100毫(hao)米；齿轮(lun)直(zhi)径由(you)1毫(hao)米(mi)～150米(mi)；传(chuan)递(di)功(gong)率(lv)可达(da) 十万(wan)千瓦(wa)；转速(su)可(ke)达(da) 十(shi)万转(zhuan)/分(fen)；最(zui)高的圆周(zhou)速度(du)达(da)300米/秒。
    齿轮在(zai)传(chuan)动中(zhong)的(de)应用(yong)很(hen)早就(jiu)出现了。公(gong)元前三(san)百(bai)多年(nian)，古(gu)希(xi)腊(la)哲学家(jia)亚里士(shi)多德在(zai)《机械问(wen)题(ti)》中，就阐述(shu)了用(yong)青(qing)铜(tong)或(huo)铸(zhu)铁齿(chi)轮(lun)传递旋转运动的问(wen)题(ti)。中国(guo)古代(dai)发(fa)明的(de)指南(nan)车中(zhong)已(yi)应用(yong)了整(zheng)套的轮系。不过，古(gu)代的齿(chi)轮(lun)是用木料(liao)制(zhi)造(zao)或(huo)用金 属(shu)铸成(cheng)的，只(zhi)能(neng)传(chuan)递(di)轴(zhou)间的(de)回转(zhuan)运动，不能(neng)保(bao)证传动(dong)的(de)平稳(wen)性(xing)，齿轮(lun)的(de)承(cheng)载能(neng)力(li)也(ye)很(hen)小(xiao)。
随(sui)着生产的(de)发(fa)展，齿(chi)轮(lun)运转(zhuan)的平稳性(xing)受(shou)到重视。1674年(nian)丹(dan)麦(mai)天文(wen)学家(jia)罗(luo)默首(shou)次提(ti)出(chu)用外摆线作齿(chi)廓(kuo)曲线(xian)，以得到运转(zhuan)平稳(wen)的齿(chi)轮。
    18世纪工(gong)业革(ge)命时(shi)期(qi)，齿(chi)轮技(ji)术(shu)得到(dao)高(gao)速发(fa)展，人们(men)对齿(chi)轮(lun)进(jin)行(xing)了(le)大(da)量的研(yan)究。1733年法国(guo)数(shu)学(xue)家(jia)卡(ka)米发表了(le)齿(chi)廓(kuo)啮合基本定律(lv)；1765年(nian)瑞士数学(xue)家欧拉建(jian)议采(cai)用渐(jian)开(kai)线作(zuo)齿廓曲线。
    19世(shi)纪出现(xian)的(de)滚(gun)齿机和(he)插齿机，解(jie)决了(le)大(da)量(liang)生(sheng)产(chan)高(gao)精度(du)齿(chi)轮(lun)的(de)问题(ti)。1900年,普福特(te)为滚齿机装上(shang)差(cha)动(dong)装置，能(neng)在(zai)滚(gun)齿机上(shang)加(jia)工出(chu)斜齿(chi)轮，从(cong)此滚齿(chi)机(ji)滚(gun)切齿(chi)轮得到普(pu)及(ji)，展(zhan)成法加工(gong)齿轮占(zhan)了(le)压(ya)倒(dao)优势(shi)，渐开线齿(chi)轮成(cheng)为(wei)应(ying)用(yong)最(zui)广(guang)的(de)齿轮(lun)。
    1899年(nian)，拉(la)舍最(zui)先(xian)实施了(le)变(bian)位齿轮的方案。变位(wei)齿轮不仅(jin)能(neng)避免轮(lun)齿根(gen)切(qie)，还可(ke)以凑配(pei)中(zhong)心(xin)距和提(ti)高(gao)齿(chi)轮的承载能力(li)。1923年美(mei)国怀(huai)尔(er)德(de)哈(ha)伯最(zui)先(xian)提出(chu)圆弧齿(chi)廓的(de)齿轮，1955年(nian)苏诺(nuo)维(wei)科夫对(dui)圆(yuan)弧齿轮(lun)进(jin)行了(le)深(shen)入(ru)的(de)研(yan)究，圆弧(hu)齿(chi)轮遂得以应(ying)用于(yu)生产。这种齿(chi)轮(lun)的(de)承载(zai)能(neng)力(li)和(he)效率(lv)都较(jiao)高，但尚不及(ji)渐开线齿轮(lun)那样(yang)易于(yu)制(zhi)造，还(hai)有(you)待进一(yi)步改进(jin)。
齿(chi)轮(lun)的(de)组成(cheng)结(jie)构一(yi)般有(you)轮齿(chi)、齿(chi)槽、端(duan)面(mian)、法(fa)面(mian)、齿(chi)顶圆、齿(chi)根(gen)圆(yuan)、基(ji)圆、分(fen)度圆。
轮(lun)齿简称齿，是(shi)齿轮上 每(mei)一(yi)个(ge)用(yong)于(yu)啮合(he)的凸起部(bu)分(fen)，这(zhe)些(xie)凸起部分一(yi)般(ban)呈(cheng)辐射(she)状(zhuang)排列(lie)，配(pei)对(dui)齿(chi)轮(lun)上的(de)轮(lun)齿互相(xiang)接触，可使(shi)齿轮(lun)持(chi)续啮(nie)合(he)运(yun)转(zhuan)；齿槽是(shi)齿轮(lun)上两(liang)相邻轮(lun)齿(chi)之间的(de)空间；端面是圆(yuan)柱齿(chi)轮(lun)或(huo)圆(yuan)柱(zhu)蜗(wo)杆(gan)上(shang) ，垂(chui)直于齿轮(lun)或(huo)蜗杆(gan)轴(zhou)线(xian)的(de)平面；法面指(zhi)的(de)是垂直(zhi)于轮齿(chi)齿(chi)线(xian)的平(ping)面(mian)；齿(chi)顶圆是指齿(chi)顶(ding)端所(suo)在(zai)的圆(yuan)；齿(chi)根圆(yuan)是指(zhi)槽(cao)底所在(zai)的(de)圆(yuan)；基圆是形成(cheng)渐开(kai)线(xian)的发生(sheng)线(xian)作(zuo)纯滚(gun)动(dong)的(de)圆(yuan)；分度圆 是在(zai)端(duan)面内(nei)计算(suan)齿(chi)轮(lun)几(ji)何尺(chi)寸(cun)的基准(zhun)圆。
齿(chi)轮(lun)可(ke)按齿(chi)形、齿轮外(wai)形(xing)、齿线(xian)形(xing)状(zhuang)、轮齿(chi)所在的(de)表(biao)面(mian)和(he)制(zhi)造方(fang)法(fa)等(deng)分(fen)类。
齿(chi)轮(lun)的(de)齿(chi)形包(bao)括齿(chi)廓曲(qu)线(xian)、压力角、齿高(gao)和(he)变位(wei)。渐开(kai)线(xian)齿轮比(bi)较容易制(zhi)造，因(yin)此(ci)现代使(shi)用的齿(chi)轮(lun)中 ，渐开(kai)线齿轮占绝对(dui)多(duo)数(shu)，而(er)摆(bai)线齿轮和圆(yuan)弧齿(chi)轮(lun)应(ying)用(yong)较(jiao)少。
在压(ya)力角(jiao)方面，小(xiao)压力角齿(chi)轮(lun)的(de)承载能(neng)力(li)较小(xiao)；而大压(ya)力(li)角齿轮(lun)，虽然(ran)承(cheng)载能(neng)力(li)较高(gao)，但(dan)在(zai)传(chuan)递转(zhuan)矩(ju)相(xiang)同(tong)的情况下轴(zhou)承(cheng)的负荷(he)增大(da)，因(yin)此(ci)仅用(yong)于特(te)殊(shu)情(qing)况。而(er)齿(chi)轮的(de)齿高已(yi)标(biao)准(zhun)化(hua)，一般均采用标(biao)准齿(chi)高(gao)。变(bian)位齿(chi)轮(lun)的优(you)点(dian)较(jiao)多(duo)，已遍及各(ge)类机(ji)械设(she)备中(zhong)。
    另(ling)外(wai)，齿轮(lun)还(hai)可按其外形分(fen)为(wei)圆(yuan)柱(zhu)齿轮(lun)、锥齿轮、非(fei)圆(yuan)齿轮、齿(chi)条、蜗杆(gan)蜗轮 ；按(an)齿线形(xing)状(zhuang)分(fen)为直(zhi)齿轮(lun)、斜齿轮(lun)、人字齿轮、曲(qu)线(xian)齿(chi)轮(lun)；按(an)轮齿所(suo)在(zai)的(de)表面分为外齿轮(lun)、内齿轮；按(an)制(zhi)造(zao)方(fang)法可分(fen)为铸造齿(chi)轮(lun)、切(qie)制(zhi)齿(chi)轮(lun)、轧(ya)制(zhi)齿轮、烧(shao)结(jie)齿轮等。
    齿轮的(de)制(zhi)造(zao)材(cai)料(liao)和(he)热(re)处理(li)过(guo)程对(dui)齿轮(lun)的承(cheng)载(zai)能(neng)力和尺(chi)寸(cun)重(zhong)量(liang)有(you)很大(da)的(de)影(ying)响。20世纪(ji)50年(nian)代(dai)前(qian)，齿轮(lun)多用(yong)碳钢(gang)，60年(nian)代改用(yong)合(he)金钢，而(er)70年(nian)代多用(yong)表(biao)面(mian)硬化钢。按(an)硬度(du) ，齿(chi)面(mian)可(ke)区分为(wei)软(ruan)齿面(mian)和硬齿(chi)面两(liang)种(zhong)。软齿面的(de)齿轮(lun)承载(zai)能力(li)较(jiao)低(di)，但(dan)制(zhi)造(zao)比较容(rong)易，跑合性(xing)好(hao)， 多用(yong)于传动(dong)尺寸和重量(liang)无严格(ge)限制(zhi)，以及小(xiao)量(liang)生(sheng)产的一(yi)般(ban)机械中。因为(wei)配(pei)对的(de)齿轮中(zhong)，小轮负担(dan)较(jiao)重(zhong)，因此(ci)为使(shi)大(da)小(xiao)齿轮(lun)工(gong)作(zuo)寿(shou)命大致相等(deng)，小轮齿面硬度(du)一(yi)般要比(bi)大轮的高(gao) 。
    硬(ying)齿(chi)面(mian)齿轮(lun)的(de)承载能力(li)高，它是(shi)在齿(chi)轮(lun)精切(qie)之(zhi)后(hou) ，再进(jin)行淬(cui)火(huo)、表面淬火或渗(shen)碳(tan)淬火(huo)处(chu)理，以提高(gao)硬(ying)度(du)。但(dan)在(zai)热(re)处理中，齿(chi)轮(lun)不(bu)可(ke)避(bi)免(mian)地(di)会产(chan)生(sheng)变(bian)形，因此在热(re)处(chu)理之(zhi)后须进行磨(mo)削、研(yan)磨(mo)或精切 ，以消除(chu)因(yin)变(bian)形(xing)产(chan)生的误(wu)差，提(ti)高齿(chi)轮(lun)的精度(du)。
    制造齿(chi)轮常用(yong)的(de)钢有调(diao)质(zhi)钢(gang)、淬(cui)火钢(gang)、渗(shen)碳(tan)淬(cui)火钢和(he)渗氮钢(gang)。铸(zhu)钢的强度(du)比(bi)锻(duan)钢稍低，常(chang)用于(yu)尺(chi)寸(cun)较(jiao)大的齿轮；灰铸铁(tie)的机械(xie)性能(neng)较(jiao)差(cha)，可(ke)用于(yu)轻(qing)载的开式齿(chi)轮(lun)传动(dong)中；球(qiu)墨铸(zhu)铁可部(bu)分地(di)代(dai)替钢(gang)制造(zao)齿(chi)轮(lun) ；塑料(liao)齿(chi)轮多(duo)用于(yu)轻(qing)载和(he)要求噪(zao)声低的地(di)方(fang)，与其(qi)配(pei)对(dui)的齿(chi)轮(lun)一般用(yong)导(dao)热(re)性(xing)好(hao)的钢齿(chi)轮(lun)。
    未(wei)来齿(chi)轮正(zheng)向(xiang)重(zhong)载、高(gao)速(su)、高精(jing)度和(he)高(gao)效率(lv)等方(fang)向(xiang)发展，并(bing)力求尺寸(cun)小、重(zhong)量(liang)轻(qing)、寿命(ming)长和经(jing)济可靠(kao)。而齿轮理(li)论和(he)制造(zao)工艺的发展将是(shi)进一(yi)步研究(jiu)轮齿(chi)损伤的机(ji)理(li)，这是(shi)建(jian)立(li)可(ke)靠的强(qiang)度(du)计(ji)算方法的(de)依据，是(shi)提高(gao)齿(chi)轮(lun)承载(zai)能力，延长齿轮(lun)寿命(ming)的理论基础；发展(zhan)以圆(yuan)弧(hu)齿(chi)廓为(wei)代(dai)表的(de)新齿(chi)形(xing)；研(yan)究(jiu)新(xin)型(xing)的齿轮材料(liao)和(he)制(zhi)造齿(chi)轮(lun)的新(xin)工艺(yi)； 研(yan)究(jiu)齿(chi)轮(lun)的(de)弹性(xing)变形、制(zhi)造(zao)和安(an)装(zhuang)误(wu)差(cha)以(yi)及(ji)温度场的分(fen)布(bu)，进行(xing)轮(lun)齿修形(xing)，以(yi)改(gai)善齿轮(lun)运转的平稳性(xing)，并在(zai)满载(zai)时增(zeng)大轮齿(chi)的接触面(mian)积，从(cong)而(er)提高齿轮的承(cheng)载(zai)能(neng)力。

    摩擦、润滑理(li)论和润滑技(ji)术(shu)是(shi) 齿轮研究(jiu)中的基础(chu)性工作(zuo)，研(yan)究弹性流(liu)体动压润滑(hua)理(li)论(lun)，推广采(cai)用合成润滑(hua)油(you)和在(zai)油(you)中(zhong)适当地加(jia)入极压(ya)添(tian)加剂(ji)，不仅可(ke)提高(gao)齿面(mian)的(de)承载(zai)能(neng)力(li)，而且也(ye)能(neng)提(ti)高传(chuan)动(dong)效率(lv)。