据史(shi)料记载，远在(zai)公元(yuan)前(qian)400~200年的(de)中(zhong)国(guo)古(gu)代(dai)就(jiu)巳开始(shi)使用(yong)齿轮(lun)，在(zai)我(wo)国山西出(chu)土(tu)的青(qing)铜齿(chi)轮(lun)是(shi)迄(qi)今巳(si)发现的最古老(lao)齿轮(lun)，作(zuo)为(wei)反(fan)映古代(dai)科(ke)学技术成就的(de)指南(nan)车(che)就是以(yi)齿(chi)轮(lun)机(ji)构(gou)为核(he)心的(de)机(ji)械(xie)装(zhuang)置(zhi)。17世纪(ji)末(mo)，人(ren)们才开始研究，能(neng)正确(que)传递(di)运动的(de)轮齿(chi)形状。18世纪(ji)，欧洲(zhou)工业革(ge)命以(yi)后，齿(chi)轮传动的应(ying)用(yong)日益广(guang)泛(fan)；先(xian)是发(fa)展摆线(xian)齿轮，而(er)后(hou)是渐(jian)开线齿轮，一(yi)直(zhi)到20世纪初(chu)，渐(jian)开(kai)线齿(chi)轮(lun)已在(zai)应(ying)用中占(zhan)了(le)优(you)势。 

早在1694年(nian)，法国(guo)学(xue)者Philippe De La Hire首先(xian)提出渐(jian)开(kai)线可(ke)作(zuo)为(wei)齿形(xing)曲线(xian)。1733年(nian)，法国人(ren)M.Camus提(ti)出轮齿接触(chu)点(dian)的公法(fa)线必(bi)须(xu)通(tong)过中心连(lian)线(xian)上的节点。一(yi)条(tiao)辅(fu)助(zhu)瞬(shun)心(xin)线(xian)分(fen)别沿大(da)轮(lun)和(he)小轮的瞬(shun)心线(xian)(节(jie)圆(yuan))纯滚(gun)动(dong)时，与(yu)辅(fu)助(zhu)瞬心(xin)线(xian)固(gu)联的(de)辅助(zhu)齿(chi)形(xing)在(zai)大(da)轮和小(xiao)轮上(shang)所包(bao)络(luo)形(xing)成的两(liang)齿廓曲线(xian)是彼此共(gong)轭(e)的，这就(jiu)是(shi)Camus定(ding)理。它考虑了两(liang)齿(chi)面的(de)啮合状态；明(ming)确(que)建立了(le)现(xian)代(dai)关(guan)于接触点轨(gui)迹的(de)概(gai)念(nian)。1765年，瑞士(shi)的L．Euler提(ti)出(chu)渐(jian)开(kai)线(xian)齿形(xing)解析(xi)研(yan)究的(de)数(shu)学(xue)基(ji)础(chu)，阐明了相啮合(he)的(de)一对齿(chi)轮，其齿形曲线的曲率(lv)半(ban)径和(he)曲(qu)率(lv)中(zhong)心(xin)位置(zhi)的关系(xi)。后来(lai)，Savary进一(yi)步完成这一(yi)方(fang)法，成为(wei)现在的Eu-let-Savary方(fang)程(cheng)。对渐(jian)开线齿(chi)形应(ying)用(yong)作出(chu)贡(gong)献的是Roteft WUlls，他(ta)提(ti)出中(zhong)心(xin)距(ju)变化时(shi)，渐(jian)开(kai)线齿轮(lun)具(ju)有角速比不变(bian)的(de)优点(dian)。1873年(nian)，德(de)国工程(cheng)师Hoppe提出，对不(bu)同齿数(shu)的(de)齿轮(lun)在(zai)压力(li)角(jiao)改变(bian)时的(de)渐(jian)开(kai)线齿(chi)形(xing)，从(cong)而(er)奠定了(le)现代(dai)变(bian)位(wei)齿(chi)轮的(de)思想(xiang)基(ji)础。
    19世纪(ji)末(mo)，展成切(qie)齿法的(de)原理及利(li)用(yong)此(ci)原理(li)切(qie)齿的专用机(ji)床(chuang)与(yu)刀(dao)具的相(xiang)继(ji)出(chu)现，使齿(chi)轮加工具军较完(wan)备的手段后，渐开(kai)线齿形(xing)更(geng)显示(shi)出(chu)巨大的优(you)走(zou)性。切(qie)齿(chi)时只(zhi)要将(jiang)切(qie)齿工(gong)具从(cong)正(zheng)常(chang)的啮(nie)合(he)位置稍(shao)加(jia)移(yi)动，就能用(yong)标准(zhun)刀具在机床(chuang)上切出(chu)相(xiang)应的变(bian)位齿轮(lun)。1908年，瑞士MAAG研(yan)究(jiu)了(le)变位(wei)方法(fa)并(bing)制(zhi)造出展成加(jia)工插(cha)齿(chi)机，后来(lai)，英国(guo)BSS、美(mei)国(guo)AGMA、德国(guo)DIN相继对齿轮(lun)变位(wei)提出(chu)了多(duo)种计算方(fang)法。
    为(wei)了提高动(dong)力传(chuan)动齿(chi)轮的(de)使(shi)用(yong)寿(shou)命并(bing)减小其尺寸，除(chu)从材(cai)料(liao)，热(re)处(chu)理(li)及(ji)结(jie)构(gou)等方(fang)面(mian)改(gai)进(jin)外，圆弧(hu)齿形的(de)齿轮(lun)获(huo)得了发(fa)展。1907年(nian)，英(ying)国人(ren)Frank Humphris最早发(fa)表(biao)了圆(yuan)弧齿(chi)形(xing)。1926年，瑞土人Eruest Wildhaber取(qu)得(de)法面圆弧齿(chi)形(xing)斜齿轮的专利权(quan)。1955年(nian)，苏联(lian)的(de)M．L．Novikov完成了圆弧齿(chi)形(xing)齿轮(lun)的(de)实用研究并(bing)获(huo)得列宁(ning)勋(xun)章(zhang)。1970年(nian)，英国(guo)Rolh—Royce公(gong)司工(gong)程师(shi)R．M.Studer取(qu)得(de)了双(shuang)圆弧(hu)齿(chi)轮(lun)的(de)美(mei)国(guo)专利。这种齿(chi)轮现(xian)已日(ri)益(yi)为(wei)人(ren)们(men)所重视(shi)，在(zai)生产(chan)中(zhong)发挥了显(xian)著(zhu)效(xiao)益(yi)。
齿轮是(shi)能(neng)互相啮(nie)合的有(you)齿(chi)的(de)机械零件，它(ta)在机械传(chuan)动及(ji)整个(ge)机械领域中的应(ying)用极(ji)其广泛(fan)。现(xian)代(dai)齿(chi)轮技(ji)术(shu)已达到：齿轮(lun)模数(shu)O.004～100毫米；齿轮直(zhi)径由1毫(hao)米(mi)～150米(mi)；传递(di)功率可(ke)达(da) 十万(wan)千瓦(wa)；转(zhuan)速可(ke)达 十(shi)万转(zhuan)/分；最高的(de)圆(yuan)周速度(du)达(da)300米/秒。
    齿(chi)轮(lun)是能(neng)互(hu)相啮(nie)合(he)的(de)有(you)齿(chi)的(de)机(ji)械(xie)零(ling)件，它在机(ji)械(xie)传(chuan)动(dong)及(ji)整(zheng)个(ge)机械领域(yu)中的应用极(ji)其(qi)广(guang)泛。现(xian)代(dai)齿轮(lun)技术(shu)已(yi)达(da)到(dao)：齿(chi)轮模(mo)数(shu)O.004～100毫(hao)米；齿(chi)轮(lun)直(zhi)径由(you)1毫米(mi)～150米(mi)；传(chuan)递(di)功(gong)率(lv)可达(da) 十万(wan)千(qian)瓦；转(zhuan)速(su)可达 十(shi)万转/分(fen)；最(zui)高(gao)的圆(yuan)周(zhou)速(su)度(du)达300米/秒(miao)。
    齿(chi)轮在传(chuan)动中的应(ying)用很早(zao)就(jiu)出(chu)现(xian)了(le)。公(gong)元前(qian)三(san)百多(duo)年(nian)，古(gu)希腊哲(zhe)学(xue)家(jia)亚(ya)里(li)士多(duo)德(de)在(zai)《机械(xie)问题》中(zhong)，就阐述了(le)用青铜(tong)或(huo)铸铁齿轮(lun)传递(di)旋(xuan)转(zhuan)运(yun)动(dong)的(de)问题。中(zhong)国古(gu)代(dai)发明(ming)的(de)指(zhi)南车中已应用了(le)整套(tao)的(de)轮系(xi)。不过，古(gu)代(dai)的齿轮(lun)是用(yong)木料(liao)制造(zao)或用金(jin) 属(shu)铸(zhu)成(cheng)的(de)，只(zhi)能(neng)传递(di)轴间的(de)回转(zhuan)运(yun)动(dong)，不能保(bao)证传(chuan)动(dong)的平稳(wen)性(xing)，齿轮的承载能(neng)力(li)也很(hen)小(xiao)。
随着生(sheng)产的发(fa)展(zhan)，齿轮(lun)运转(zhuan)的平(ping)稳(wen)性受(shou)到重(zhong)视。1674年(nian)丹麦(mai)天文(wen)学(xue)家罗默首(shou)次提出用外(wai)摆线作齿(chi)廓曲线，以(yi)得(de)到(dao)运(yun)转平(ping)稳的齿轮。
    18世纪工(gong)业革(ge)命时(shi)期，齿(chi)轮技(ji)术得到高速发展(zhan)，人(ren)们对(dui)齿轮(lun)进行了(le)大量(liang)的(de)研(yan)究(jiu)。1733年(nian)法(fa)国数(shu)学家卡米发表了齿廓啮(nie)合基本定律；1765年(nian)瑞(rui)士(shi)数学(xue)家(jia)欧(ou)拉建(jian)议(yi)采用(yong)渐开(kai)线(xian)作(zuo)齿廓(kuo)曲线。
    19世(shi)纪(ji)出现的滚齿(chi)机和(he)插(cha)齿机(ji)，解决了大量(liang)生产(chan)高(gao)精度齿(chi)轮(lun)的问(wen)题。1900年(nian),普(pu)福特(te)为滚(gun)齿(chi)机装上(shang)差动装置，能(neng)在(zai)滚齿机(ji)上加工(gong)出斜齿(chi)轮，从此滚(gun)齿(chi)机(ji)滚(gun)切齿(chi)轮(lun)得到普及(ji)，展成法加工齿(chi)轮(lun)占(zhan)了压倒(dao)优(you)势(shi)，渐(jian)开(kai)线齿(chi)轮成为应(ying)用最广(guang)的齿轮。
    1899年(nian)，拉舍最(zui)先(xian)实(shi)施了(le)变位齿(chi)轮(lun)的(de)方(fang)案。变位齿(chi)轮(lun)不(bu)仅(jin)能(neng)避免轮齿(chi)根切，还可以凑配中心距和提高齿(chi)轮的承(cheng)载(zai)能力(li)。1923年美国怀尔德(de)哈伯最先提出(chu)圆(yuan)弧(hu)齿廓(kuo)的(de)齿(chi)轮(lun)，1955年苏诺(nuo)维科(ke)夫对(dui)圆弧齿轮进行(xing)了(le)深入(ru)的(de)研究(jiu)，圆弧齿轮(lun)遂(sui)得(de)以应用于(yu)生(sheng)产(chan)。这种(zhong)齿(chi)轮(lun)的(de)承载(zai)能力(li)和(he)效率都较(jiao)高，但尚不(bu)及渐(jian)开线齿(chi)轮(lun)那(na)样(yang)易于制造，还(hai)有(you)待(dai)进一步(bu)改进。
齿轮的组成结构(gou)一(yi)般有(you)轮(lun)齿(chi)、齿(chi)槽、端面(mian)、法(fa)面、齿顶圆(yuan)、齿根圆、基圆(yuan)、分(fen)度圆(yuan)。
轮齿简称齿(chi)，是(shi)齿(chi)轮上 每(mei)一(yi)个(ge)用(yong)于啮合的(de)凸起部分(fen)，这(zhe)些凸(tu)起(qi)部分(fen)一般(ban)呈(cheng)辐射(she)状排(pai)列，配对齿轮上的轮齿互相(xiang)接(jie)触，可(ke)使齿轮(lun)持(chi)续(xu)啮合运转(zhuan)；齿槽是齿(chi)轮(lun)上(shang)两(liang)相邻轮(lun)齿之(zhi)间的空间(jian)；端面(mian)是(shi)圆柱齿(chi)轮(lun)或圆柱(zhu)蜗杆上(shang) ，垂直于齿轮(lun)或蜗(wo)杆轴(zhou)线(xian)的平(ping)面(mian)；法面(mian)指的是垂直(zhi)于轮齿(chi)齿线(xian)的平(ping)面；齿顶(ding)圆(yuan)是指齿顶端(duan)所(suo)在的圆(yuan)；齿(chi)根(gen)圆是(shi)指(zhi)槽底所在的(de)圆(yuan)；基(ji)圆(yuan)是(shi)形(xing)成渐(jian)开线的发生(sheng)线(xian)作(zuo)纯滚(gun)动的(de)圆(yuan)；分(fen)度圆 是在(zai)端面(mian)内计(ji)算(suan)齿(chi)轮(lun)几(ji)何尺(chi)寸的基准圆。
齿(chi)轮(lun)可(ke)按齿(chi)形、齿轮(lun)外(wai)形(xing)、齿(chi)线形(xing)状(zhuang)、轮齿所在的表面(mian)和(he)制(zhi)造(zao)方(fang)法等(deng)分类(lei)。
齿(chi)轮(lun)的齿形包(bao)括(kuo)齿廓曲线、压(ya)力(li)角、齿高和(he)变位(wei)。渐(jian)开(kai)线齿(chi)轮(lun)比(bi)较(jiao)容易(yi)制(zhi)造，因此(ci)现(xian)代(dai)使用(yong)的(de)齿轮中(zhong) ，渐(jian)开(kai)线齿(chi)轮(lun)占(zhan)绝(jue)对(dui)多(duo)数，而(er)摆线(xian)齿轮和(he)圆弧齿(chi)轮(lun)应用(yong)较少(shao)。
在压力角(jiao)方(fang)面(mian)，小(xiao)压(ya)力角齿(chi)轮的承(cheng)载(zai)能(neng)力(li)较(jiao)小(xiao)；而(er)大(da)压力(li)角齿(chi)轮，虽然(ran)承载能力(li)较高(gao)，但在传递转矩相同的(de)情况(kuang)下轴(zhou)承的(de)负荷增(zeng)大，因此(ci)仅用(yong)于(yu)特(te)殊情况。而齿轮的(de)齿高已标(biao)准(zhun)化，一(yi)般均(jun)采(cai)用(yong)标(biao)准齿(chi)高。变位(wei)齿(chi)轮的(de)优点(dian)较(jiao)多，已遍及各类机(ji)械(xie)设(she)备(bei)中。
    另外(wai)，齿轮(lun)还(hai)可按其外(wai)形分为圆(yuan)柱齿(chi)轮(lun)、锥齿轮(lun)、非圆齿轮(lun)、齿(chi)条、蜗杆(gan)蜗(wo)轮(lun) ；按齿(chi)线(xian)形状(zhuang)分(fen)为(wei)直齿轮、斜齿(chi)轮、人(ren)字(zi)齿(chi)轮(lun)、曲(qu)线齿轮；按轮(lun)齿(chi)所(suo)在(zai)的(de)表(biao)面(mian)分(fen)为外(wai)齿轮、内(nei)齿(chi)轮；按(an)制造方(fang)法可(ke)分(fen)为(wei)铸造(zao)齿(chi)轮、切(qie)制(zhi)齿(chi)轮(lun)、轧(ya)制(zhi)齿(chi)轮(lun)、烧(shao)结(jie)齿轮(lun)等(deng)。
    齿轮的制造(zao)材料和(he)热处理过(guo)程(cheng)对齿轮的承(cheng)载(zai)能力和(he)尺(chi)寸(cun)重(zhong)量有(you)很(hen)大(da)的影(ying)响(xiang)。20世(shi)纪(ji)50年(nian)代前(qian)，齿(chi)轮多用碳(tan)钢(gang)，60年(nian)代改(gai)用(yong)合金(jin)钢(gang)，而(er)70年代(dai)多用表面(mian)硬化(hua)钢。按(an)硬(ying)度(du) ，齿面可区分(fen)为软(ruan)齿面(mian)和硬(ying)齿面(mian)两种(zhong)。软(ruan)齿面(mian)的(de)齿轮(lun)承载能(neng)力较(jiao)低，但(dan)制(zhi)造比(bi)较容易，跑(pao)合(he)性(xing)好， 多用(yong)于传(chuan)动尺寸和重(zhong)量无严(yan)格限(xian)制，以及小量(liang)生产的一般(ban)机械(xie)中。因为(wei)配(pei)对(dui)的齿轮(lun)中，小轮(lun)负(fu)担(dan)较重，因(yin)此为(wei)使大小齿轮(lun)工作(zuo)寿(shou)命大致相等，小(xiao)轮齿(chi)面硬度一般(ban)要(yao)比大轮(lun)的(de)高(gao) 。
    硬齿面(mian)齿(chi)轮的(de)承(cheng)载(zai)能(neng)力(li)高，它是(shi)在(zai)齿轮精切(qie)之(zhi)后(hou) ，再进行淬火(huo)、表(biao)面(mian)淬(cui)火或渗碳(tan)淬火(huo)处(chu)理(li)，以提(ti)高硬(ying)度(du)。但在(zai)热(re)处(chu)理中(zhong)，齿(chi)轮不可避(bi)免地会产(chan)生变形(xing)，因此在热处理(li)之后(hou)须(xu)进行(xing)磨削(xue)、研(yan)磨或精(jing)切 ，以(yi)消除(chu)因变(bian)形(xing)产生(sheng)的(de)误(wu)差(cha)，提(ti)高(gao)齿轮(lun)的(de)精(jing)度。
    制(zhi)造齿(chi)轮常(chang)用的(de)钢有调(diao)质(zhi)钢(gang)、淬火(huo)钢(gang)、渗(shen)碳淬(cui)火(huo)钢(gang)和渗(shen)氮(dan)钢(gang)。铸钢的(de)强(qiang)度比锻(duan)钢(gang)稍低，常(chang)用于尺寸(cun)较大(da)的(de)齿轮；灰(hui)铸铁的机(ji)械(xie)性(xing)能较(jiao)差，可用(yong)于(yu)轻(qing)载(zai)的开式(shi)齿轮传(chuan)动中；球墨(mo)铸(zhu)铁(tie)可(ke)部分地代(dai)替(ti)钢制(zhi)造齿(chi)轮(lun) ；塑(su)料(liao)齿(chi)轮多用(yong)于(yu)轻载(zai)和要(yao)求(qiu)噪(zao)声低(di)的地(di)方(fang)，与(yu)其(qi)配(pei)对(dui)的齿轮一(yi)般用导热性好的(de)钢齿轮(lun)。
    未来(lai)齿(chi)轮正向(xiang)重载、高速(su)、高精(jing)度和(he)高效(xiao)率(lv)等(deng)方向(xiang)发展，并(bing)力求(qiu)尺寸小(xiao)、重(zhong)量轻(qing)、寿(shou)命(ming)长(zhang)和(he)经(jing)济可靠(kao)。而(er)齿(chi)轮理(li)论(lun)和(he)制造工艺(yi)的发展(zhan)将(jiang)是(shi)进(jin)一(yi)步研(yan)究(jiu)轮齿损伤的机理，这是(shi)建立可(ke)靠(kao)的(de)强度计算方法的(de)依据，是(shi)提高齿(chi)轮(lun)承(cheng)载(zai)能(neng)力，延(yan)长(zhang)齿(chi)轮寿(shou)命的(de)理(li)论基(ji)础(chu)；发展(zhan)以圆弧齿(chi)廓为(wei)代表(biao)的新(xin)齿形；研(yan)究新(xin)型(xing)的(de)齿(chi)轮材料和制造(zao)齿轮(lun)的(de)新工艺(yi)； 研究齿(chi)轮(lun)的(de)弹性(xing)变形(xing)、制(zhi)造和安装(zhuang)误(wu)差以及(ji)温(wen)度(du)场的分布，进(jin)行轮齿(chi)修(xiu)形，以(yi)改(gai)善(shan)齿(chi)轮运转(zhuan)的(de)平(ping)稳(wen)性(xing)，并(bing)在(zai)满载(zai)时(shi)增大(da)轮(lun)齿的接触(chu)面积(ji)，从而(er)提(ti)高齿轮的承(cheng)载(zai)能力。

    摩(mo)擦、润(run)滑理论(lun)和(he)润(run)滑(hua)技术是(shi) 齿轮(lun)研(yan)究(jiu)中的(de)基础性(xing)工(gong)作，研(yan)究弹(dan)性流(liu)体动压润滑理论(lun)，推(tui)广采(cai)用合成(cheng)润滑油(you)和(he)在(zai)油中适当(dang)地(di)加入(ru)极(ji)压添(tian)加(jia)剂(ji)，不(bu)仅(jin)可(ke)提(ti)高齿(chi)面(mian)的(de)承载能力(li)，而且也(ye)能提高(gao)传(chuan)动效(xiao)率(lv)。