据史料(liao)记载，远在(zai)公元前(qian)400~200年的(de)中(zhong)国(guo)古代就(jiu)巳(si)开(kai)始(shi)使(shi)用(yong)齿轮，在我(wo)国(guo)山西出土的青(qing)铜(tong)齿轮(lun)是(shi)迄(qi)今巳发现的最(zui)古老(lao)齿轮(lun)，作为反(fan)映古(gu)代(dai)科(ke)学技(ji)术(shu)成就的(de)指南(nan)车就(jiu)是(shi)以齿(chi)轮(lun)机(ji)构(gou)为核(he)心(xin)的(de)机(ji)械装(zhuang)置。17世纪(ji)末，人(ren)们才(cai)开始研(yan)究(jiu)，能(neng)正确传递(di)运(yun)动的(de)轮齿(chi)形(xing)状。18世纪，欧(ou)洲(zhou)工业(ye)革命(ming)以后，齿轮传动的应(ying)用(yong)日益(yi)广(guang)泛；先(xian)是发(fa)展摆(bai)线(xian)齿(chi)轮，而(er)后(hou)是渐开(kai)线(xian)齿(chi)轮，一(yi)直到(dao)20世纪初(chu)，渐开(kai)线(xian)齿(chi)轮(lun)已在应(ying)用(yong)中(zhong)占了(le)优(you)势(shi)。 

早在1694年(nian)，法国(guo)学(xue)者(zhe)Philippe De La Hire首先(xian)提出(chu)渐(jian)开线(xian)可作为齿(chi)形曲(qu)线。1733年，法(fa)国(guo)人M.Camus提(ti)出轮齿接(jie)触(chu)点(dian)的公(gong)法(fa)线(xian)必须通过(guo)中心连线上(shang)的节点(dian)。一(yi)条(tiao)辅助(zhu)瞬(shun)心(xin)线分别沿大轮和(he)小(xiao)轮的(de)瞬心线(节(jie)圆(yuan))纯(chun)滚动(dong)时(shi)，与(yu)辅(fu)助瞬(shun)心线(xian)固联的(de)辅助(zhu)齿(chi)形在大(da)轮和(he)小轮上所包络(luo)形(xing)成的两(liang)齿廓(kuo)曲线(xian)是彼(bi)此(ci)共轭的，这(zhe)就是Camus定(ding)理(li)。它(ta)考虑(lv)了(le)两齿(chi)面的啮(nie)合(he)状(zhuang)态(tai)；明(ming)确建立(li)了(le)现代关于(yu)接(jie)触(chu)点(dian)轨(gui)迹的(de)概(gai)念。1765年，瑞士(shi)的L．Euler提出渐开线(xian)齿(chi)形(xing)解(jie)析研(yan)究(jiu)的数学(xue)基础(chu)，阐(chan)明(ming)了相啮合的(de)一对(dui)齿轮(lun)，其齿形(xing)曲(qu)线(xian)的(de)曲(qu)率半(ban)径和曲率(lv)中(zhong)心位(wei)置(zhi)的(de)关(guan)系(xi)。后来，Savary进(jin)一步完成这一方法，成(cheng)为现在(zai)的Eu-let-Savary方程。对渐(jian)开(kai)线齿形应用(yong)作出贡献的是(shi)Roteft WUlls，他(ta)提(ti)出中心(xin)距(ju)变化时(shi)，渐开(kai)线(xian)齿轮(lun)具(ju)有角(jiao)速(su)比不变的(de)优(you)点。1873年(nian)，德(de)国(guo)工(gong)程(cheng)师(shi)Hoppe提出(chu)，对不同(tong)齿(chi)数(shu)的齿(chi)轮在压(ya)力(li)角改(gai)变(bian)时(shi)的渐开(kai)线(xian)齿形(xing)，从(cong)而奠定了(le)现代(dai)变位齿(chi)轮的(de)思(si)想基础(chu)。
    19世纪末，展(zhan)成(cheng)切齿(chi)法的(de)原(yuan)理(li)及(ji)利用此原(yuan)理(li)切齿(chi)的(de)专用机(ji)床与(yu)刀(dao)具(ju)的相继(ji)出(chu)现(xian)，使齿(chi)轮加工(gong)具军(jun)较(jiao)完(wan)备的(de)手段后，渐(jian)开线齿(chi)形更显(xian)示(shi)出(chu)巨大的优(you)走性(xing)。切(qie)齿时(shi)只要将(jiang)切齿工具(ju)从(cong)正(zheng)常(chang)的啮合(he)位(wei)置稍加移(yi)动(dong)，就(jiu)能用(yong)标(biao)准刀具(ju)在(zai)机(ji)床上切出相应的(de)变位齿(chi)轮(lun)。1908年，瑞士MAAG研(yan)究了(le)变(bian)位方法并制造(zao)出展成加工(gong)插齿(chi)机(ji)，后(hou)来(lai)，英国BSS、美(mei)国AGMA、德(de)国(guo)DIN相继(ji)对齿(chi)轮变(bian)位(wei)提出了(le)多(duo)种计(ji)算方(fang)法(fa)。
    为(wei)了(le)提高(gao)动(dong)力(li)传(chuan)动(dong)齿(chi)轮的使(shi)用(yong)寿命(ming)并减小(xiao)其(qi)尺寸，除从(cong)材料，热(re)处(chu)理(li)及结构(gou)等方面(mian)改进外，圆弧齿形的齿轮获得(de)了发展。1907年，英(ying)国人(ren)Frank Humphris最早发表(biao)了圆(yuan)弧(hu)齿(chi)形。1926年，瑞土(tu)人(ren)Eruest Wildhaber取得法面(mian)圆(yuan)弧(hu)齿形(xing)斜齿(chi)轮(lun)的(de)专(zhuan)利权。1955年(nian)，苏联(lian)的(de)M．L．Novikov完(wan)成了(le)圆弧(hu)齿(chi)形(xing)齿轮的实用研究(jiu)并(bing)获得(de)列宁勋章。1970年(nian)，英(ying)国(guo)Rolh—Royce公司工程师(shi)R．M.Studer取(qu)得了双圆(yuan)弧齿轮的美(mei)国专(zhuan)利(li)。这(zhe)种齿轮现已日(ri)益为(wei)人(ren)们所重(zhong)视，在(zai)生(sheng)产中(zhong)发挥了(le)显(xian)著(zhu)效(xiao)益(yi)。
齿轮(lun)是能(neng)互相(xiang)啮合(he)的(de)有(you)齿的(de)机械(xie)零件，它(ta)在(zai)机(ji)械(xie)传(chuan)动(dong)及整(zheng)个(ge)机械(xie)领域中(zhong)的应用(yong)极其(qi)广(guang)泛(fan)。现代(dai)齿轮技术(shu)已(yi)达到(dao)：齿轮(lun)模(mo)数(shu)O.004～100毫米(mi)；齿(chi)轮(lun)直径(jing)由(you)1毫(hao)米(mi)～150米(mi)；传递功率可(ke)达(da) 十(shi)万千(qian)瓦(wa)；转(zhuan)速可(ke)达(da) 十万转(zhuan)/分；最高的(de)圆周速度达(da)300米(mi)/秒(miao)。
    齿轮是(shi)能(neng)互相(xiang)啮(nie)合(he)的有齿(chi)的机械(xie)零(ling)件(jian)，它在(zai)机械(xie)传动(dong)及整个机(ji)械(xie)领(ling)域中(zhong)的(de)应(ying)用(yong)极(ji)其广(guang)泛。现(xian)代(dai)齿(chi)轮(lun)技术(shu)已(yi)达(da)到：齿(chi)轮(lun)模(mo)数O.004～100毫米(mi)；齿(chi)轮(lun)直(zhi)径由1毫(hao)米～150米(mi)；传递功(gong)率可达(da) 十万(wan)千瓦；转(zhuan)速(su)可(ke)达 十万转(zhuan)/分；最高(gao)的(de)圆周(zhou)速度(du)达(da)300米/秒(miao)。
    齿(chi)轮在(zai)传动中(zhong)的(de)应(ying)用(yong)很(hen)早就(jiu)出现了(le)。公(gong)元前(qian)三百(bai)多(duo)年(nian)，古(gu)希(xi)腊哲(zhe)学(xue)家亚(ya)里士(shi)多德(de)在《机(ji)械(xie)问(wen)题》中，就阐述了(le)用青铜(tong)或(huo)铸铁齿(chi)轮(lun)传递(di)旋转运动(dong)的问题。中(zhong)国古(gu)代(dai)发(fa)明的指(zhi)南车(che)中(zhong)已(yi)应(ying)用(yong)了(le)整套的轮系。不过，古代的齿(chi)轮(lun)是(shi)用木料(liao)制造或用(yong)金(jin) 属铸(zhu)成(cheng)的(de)，只(zhi)能传(chuan)递轴间的回(hui)转运动(dong)，不能(neng)保证(zheng)传动的(de)平(ping)稳性(xing)，齿(chi)轮的承载能力(li)也很(hen)小(xiao)。
随(sui)着(zhe)生(sheng)产(chan)的(de)发展(zhan)，齿轮(lun)运(yun)转的(de)平(ping)稳(wen)性(xing)受(shou)到重(zhong)视(shi)。1674年丹(dan)麦天文学家(jia)罗(luo)默(mo)首次提(ti)出用(yong)外摆线作(zuo)齿(chi)廓曲(qu)线，以得到(dao)运转(zhuan)平(ping)稳的齿(chi)轮(lun)。
    18世纪工(gong)业(ye)革命时期(qi)，齿轮技(ji)术得(de)到(dao)高(gao)速发展(zhan)，人(ren)们(men)对齿轮(lun)进行(xing)了大量的(de)研(yan)究(jiu)。1733年法国数(shu)学(xue)家(jia)卡米发(fa)表了(le)齿(chi)廓(kuo)啮(nie)合基本(ben)定律；1765年瑞(rui)士(shi)数(shu)学家欧(ou)拉(la)建(jian)议(yi)采(cai)用渐(jian)开线作齿廓(kuo)曲线(xian)。
    19世(shi)纪出(chu)现的(de)滚(gun)齿机(ji)和插(cha)齿(chi)机，解决了(le)大量生(sheng)产高精(jing)度(du)齿轮的问(wen)题。1900年(nian),普(pu)福(fu)特为(wei)滚(gun)齿(chi)机(ji)装上(shang)差动装置(zhi)，能在滚齿机上加(jia)工出斜齿轮(lun)，从此(ci)滚齿机(ji)滚(gun)切(qie)齿轮(lun)得到(dao)普(pu)及(ji)，展(zhan)成(cheng)法加工齿轮(lun)占(zhan)了压(ya)倒优(you)势(shi)，渐(jian)开线(xian)齿轮成为(wei)应用(yong)最广的齿(chi)轮。
    1899年，拉舍(she)最先实(shi)施了(le)变位(wei)齿轮的方案。变(bian)位(wei)齿(chi)轮不(bu)仅能避(bi)免(mian)轮齿根(gen)切(qie)，还(hai)可以凑(cou)配中(zhong)心(xin)距和提高齿轮(lun)的(de)承(cheng)载(zai)能(neng)力(li)。1923年美(mei)国怀(huai)尔(er)德(de)哈(ha)伯最(zui)先提(ti)出(chu)圆弧(hu)齿廓的齿轮(lun)，1955年苏诺维科(ke)夫(fu)对(dui)圆弧齿轮(lun)进行(xing)了(le)深(shen)入(ru)的研(yan)究，圆弧齿(chi)轮(lun)遂得(de)以应用于(yu)生产。这(zhe)种齿(chi)轮(lun)的(de)承(cheng)载(zai)能力和(he)效(xiao)率都较高，但(dan)尚(shang)不(bu)及渐(jian)开线齿轮(lun)那样(yang)易于制(zhi)造，还有(you)待(dai)进(jin)一(yi)步(bu)改(gai)进(jin)。
齿轮的组(zu)成(cheng)结构一般(ban)有轮齿、齿槽(cao)、端(duan)面、法面、齿顶(ding)圆、齿(chi)根圆、基圆(yuan)、分(fen)度(du)圆(yuan)。
轮(lun)齿简(jian)称(cheng)齿(chi)，是齿轮上 每(mei)一个用于啮合的(de)凸(tu)起部(bu)分(fen)，这些凸(tu)起(qi)部分一(yi)般呈(cheng)辐射(she)状排(pai)列(lie)，配对齿轮上(shang)的(de)轮齿(chi)互(hu)相接(jie)触(chu)，可(ke)使齿轮持(chi)续(xu)啮(nie)合运转；齿槽是齿(chi)轮(lun)上两(liang)相邻(lin)轮齿(chi)之(zhi)间的(de)空(kong)间；端(duan)面(mian)是圆(yuan)柱齿(chi)轮(lun)或(huo)圆柱蜗(wo)杆上(shang) ，垂(chui)直于齿轮(lun)或蜗(wo)杆轴(zhou)线的(de)平(ping)面；法(fa)面(mian)指(zhi)的(de)是垂直(zhi)于(yu)轮(lun)齿齿(chi)线(xian)的平(ping)面(mian)；齿(chi)顶(ding)圆(yuan)是指(zhi)齿(chi)顶(ding)端(duan)所(suo)在(zai)的(de)圆；齿(chi)根(gen)圆是(shi)指槽(cao)底所在的圆；基圆是(shi)形成渐(jian)开线的发(fa)生(sheng)线作纯滚(gun)动(dong)的(de)圆(yuan)；分(fen)度(du)圆(yuan) 是在端面内(nei)计(ji)算(suan)齿轮(lun)几(ji)何(he)尺(chi)寸的基准(zhun)圆。
齿轮可按齿形、齿轮(lun)外(wai)形(xing)、齿(chi)线(xian)形状、轮齿(chi)所在的(de)表面(mian)和(he)制造方法(fa)等分类。
齿轮(lun)的齿形(xing)包(bao)括(kuo)齿廓(kuo)曲线(xian)、压(ya)力(li)角(jiao)、齿高(gao)和(he)变位。渐开(kai)线齿轮(lun)比(bi)较(jiao)容易(yi)制(zhi)造(zao)，因(yin)此(ci)现代(dai)使用的(de)齿(chi)轮(lun)中(zhong) ，渐开(kai)线齿轮占(zhan)绝(jue)对多数，而(er)摆(bai)线(xian)齿轮(lun)和圆弧(hu)齿轮应(ying)用较(jiao)少(shao)。
在(zai)压(ya)力(li)角方(fang)面(mian)，小(xiao)压(ya)力(li)角(jiao)齿(chi)轮(lun)的(de)承载能力较小；而大压(ya)力(li)角(jiao)齿轮，虽然承(cheng)载能力较(jiao)高，但(dan)在(zai)传递(di)转(zhuan)矩(ju)相同的(de)情况(kuang)下轴承的负荷(he)增大(da)，因(yin)此仅用于特(te)殊(shu)情(qing)况(kuang)。而(er)齿轮(lun)的齿高(gao)已标准化，一般(ban)均采(cai)用标准(zhun)齿高(gao)。变(bian)位齿轮(lun)的(de)优(you)点(dian)较多(duo)，已(yi)遍及(ji)各类(lei)机(ji)械设(she)备(bei)中。
    另(ling)外(wai)，齿轮(lun)还可按其外(wai)形(xing)分为圆(yuan)柱(zhu)齿(chi)轮(lun)、锥齿(chi)轮、非(fei)圆齿轮(lun)、齿(chi)条(tiao)、蜗杆蜗(wo)轮(lun) ；按(an)齿(chi)线(xian)形(xing)状分(fen)为直齿轮、斜齿(chi)轮(lun)、人(ren)字齿(chi)轮(lun)、曲(qu)线齿(chi)轮；按(an)轮齿所在的(de)表(biao)面分(fen)为外齿轮(lun)、内(nei)齿(chi)轮；按(an)制(zhi)造方(fang)法可(ke)分(fen)为(wei)铸造(zao)齿轮、切制(zhi)齿轮(lun)、轧(ya)制齿轮、烧结(jie)齿(chi)轮(lun)等(deng)。
    齿(chi)轮的(de)制(zhi)造(zao)材料(liao)和热(re)处(chu)理过(guo)程(cheng)对齿轮(lun)的(de)承(cheng)载(zai)能力(li)和(he)尺寸(cun)重量有(you)很(hen)大的影(ying)响。20世(shi)纪(ji)50年(nian)代(dai)前(qian)，齿(chi)轮(lun)多(duo)用(yong)碳(tan)钢(gang)，60年(nian)代改用合金(jin)钢(gang)，而70年代多用(yong)表面(mian)硬(ying)化钢。按硬(ying)度 ，齿(chi)面(mian)可(ke)区分为(wei)软(ruan)齿面和(he)硬(ying)齿(chi)面两种(zhong)。软(ruan)齿面的齿(chi)轮承(cheng)载(zai)能(neng)力较低，但制(zhi)造(zao)比(bi)较(jiao)容易(yi)，跑合性(xing)好， 多(duo)用(yong)于传(chuan)动(dong)尺寸和重量(liang)无严(yan)格(ge)限制(zhi)，以及(ji)小(xiao)量生产的一(yi)般机械(xie)中(zhong)。因为(wei)配(pei)对的(de)齿(chi)轮中，小(xiao)轮(lun)负担(dan)较(jiao)重，因此(ci)为(wei)使大(da)小(xiao)齿轮(lun)工作寿命(ming)大致(zhi)相(xiang)等，小(xiao)轮(lun)齿面硬度一般(ban)要比(bi)大轮(lun)的(de)高 。
    硬(ying)齿面(mian)齿(chi)轮(lun)的承载(zai)能(neng)力(li)高，它(ta)是在齿(chi)轮(lun)精切之后(hou) ，再进行淬火(huo)、表(biao)面淬火(huo)或渗(shen)碳淬(cui)火处(chu)理，以(yi)提(ti)高硬(ying)度。但(dan)在热(re)处理中，齿轮(lun)不可避免地(di)会产生(sheng)变形(xing)，因(yin)此在(zai)热(re)处理(li)之后须进(jin)行(xing)磨(mo)削、研磨或精切 ，以(yi)消(xiao)除(chu)因(yin)变(bian)形(xing)产生的误差，提高齿轮(lun)的(de)精(jing)度。
    制(zhi)造齿(chi)轮(lun)常用(yong)的(de)钢(gang)有调(diao)质钢(gang)、淬(cui)火(huo)钢、渗(shen)碳淬(cui)火钢和渗(shen)氮(dan)钢。铸(zhu)钢(gang)的(de)强度(du)比(bi)锻钢稍低(di)，常用于尺(chi)寸(cun)较大(da)的(de)齿轮(lun)；灰(hui)铸(zhu)铁(tie)的机械(xie)性(xing)能较差，可用(yong)于轻载(zai)的(de)开(kai)式齿(chi)轮传(chuan)动(dong)中；球(qiu)墨(mo)铸(zhu)铁(tie)可(ke)部(bu)分(fen)地代替(ti)钢(gang)制造齿轮 ；塑(su)料(liao)齿轮多(duo)用(yong)于轻载(zai)和(he)要(yao)求噪声低的地(di)方，与(yu)其配(pei)对的齿轮一(yi)般用(yong)导热性(xing)好的钢(gang)齿轮。
    未(wei)来(lai)齿轮正向重载、高速(su)、高精度和高(gao)效率等方向(xiang)发展，并力求尺(chi)寸小、重(zhong)量(liang)轻(qing)、寿(shou)命长和经(jing)济(ji)可(ke)靠(kao)。而(er)齿(chi)轮理论(lun)和制造工(gong)艺(yi)的发(fa)展(zhan)将是(shi)进(jin)一(yi)步研究(jiu)轮(lun)齿(chi)损伤的机(ji)理，这(zhe)是(shi)建(jian)立(li)可靠的强度计算方法(fa)的依据(ju)，是提高(gao)齿轮(lun)承(cheng)载能(neng)力，延长(zhang)齿(chi)轮寿命的(de)理(li)论(lun)基础；发(fa)展以(yi)圆(yuan)弧(hu)齿廓(kuo)为代(dai)表的新齿形；研(yan)究新型的(de)齿(chi)轮(lun)材(cai)料(liao)和(he)制造齿(chi)轮的新工艺； 研究(jiu)齿轮(lun)的弹(dan)性变形、制造和(he)安(an)装(zhuang)误差(cha)以(yi)及温(wen)度场(chang)的(de)分布(bu)，进(jin)行轮(lun)齿(chi)修(xiu)形，以改(gai)善齿(chi)轮(lun)运(yun)转的(de)平(ping)稳(wen)性(xing)，并(bing)在(zai)满(man)载(zai)时增(zeng)大(da)轮(lun)齿(chi)的接(jie)触面积(ji)，从而提高齿轮(lun)的(de)承载(zai)能(neng)力(li)。

    摩擦、润(run)滑理论(lun)和润(run)滑(hua)技(ji)术是(shi) 齿(chi)轮研究中的(de)基(ji)础(chu)性工作(zuo)，研究弹性(xing)流(liu)体(ti)动(dong)压(ya)润(run)滑(hua)理论(lun)，推(tui)广采用合(he)成润(run)滑(hua)油(you)和(he)在(zai)油中适当地加入(ru)极压添加剂，不仅可提高齿(chi)面的承(cheng)载(zai)能(neng)力，而(er)且也(ye)能(neng)提(ti)高(gao)传(chuan)动(dong)效率。