据史(shi)料记载，远(yuan)在公元前(qian)400~200年(nian)的中(zhong)国古代(dai)就巳(si)开始使(shi)用(yong)齿轮，在我国山西出土(tu)的(de)青(qing)铜(tong)齿(chi)轮(lun)是迄(qi)今(jin)巳(si)发现的最古(gu)老(lao)齿轮，作(zuo)为(wei)反(fan)映(ying)古(gu)代(dai)科学技(ji)术(shu)成就的指(zhi)南车(che)就(jiu)是(shi)以(yi)齿(chi)轮机(ji)构(gou)为(wei)核(he)心的机械(xie)装(zhuang)置(zhi)。17世纪(ji)末(mo)，人(ren)们才开始研(yan)究，能(neng)正确传(chuan)递(di)运动的轮齿(chi)形状(zhuang)。18世纪(ji)，欧(ou)洲工业革命(ming)以后(hou)，齿轮传动(dong)的应(ying)用(yong)日益广(guang)泛；先(xian)是(shi)发(fa)展(zhan)摆线齿轮(lun)，而(er)后是渐开(kai)线(xian)齿轮(lun)，一直(zhi)到(dao)20世(shi)纪(ji)初(chu)，渐开线(xian)齿轮(lun)已(yi)在(zai)应用中占了(le)优(you)势(shi)。 

早在1694年(nian)，法(fa)国(guo)学者Philippe De La Hire首先(xian)提出渐(jian)开线(xian)可作为(wei)齿(chi)形(xing)曲线。1733年，法(fa)国人(ren)M.Camus提出轮(lun)齿接触点(dian)的公(gong)法线(xian)必(bi)须通(tong)过(guo)中(zhong)心(xin)连线(xian)上的(de)节点(dian)。一(yi)条辅(fu)助瞬(shun)心线(xian)分(fen)别沿大轮(lun)和(he)小轮的瞬(shun)心(xin)线(节(jie)圆(yuan))纯(chun)滚动时(shi)，与辅(fu)助瞬心(xin)线(xian)固联(lian)的(de)辅助齿(chi)形(xing)在(zai)大轮和(he)小(xiao)轮(lun)上所包络(luo)形成(cheng)的(de)两(liang)齿廓曲(qu)线是彼此共(gong)轭的(de)，这就(jiu)是Camus定(ding)理。它(ta)考(kao)虑了两(liang)齿(chi)面(mian)的(de)啮(nie)合状态；明(ming)确建立(li)了现代关(guan)于(yu)接触(chu)点轨迹的(de)概念。1765年(nian)，瑞(rui)士(shi)的(de)L．Euler提(ti)出(chu)渐(jian)开(kai)线(xian)齿(chi)形解析研究的数(shu)学基础，阐(chan)明了相(xiang)啮合的一(yi)对齿(chi)轮(lun)，其(qi)齿形曲(qu)线(xian)的(de)曲率半(ban)径(jing)和曲(qu)率(lv)中心位置(zhi)的关(guan)系(xi)。后来，Savary进一步完(wan)成(cheng)这一(yi)方(fang)法，成为(wei)现在(zai)的Eu-let-Savary方(fang)程(cheng)。对(dui)渐开(kai)线齿(chi)形(xing)应用作出贡(gong)献的是(shi)Roteft WUlls，他提(ti)出中心距变化(hua)时(shi)，渐(jian)开(kai)线齿轮(lun)具(ju)有角(jiao)速(su)比不(bu)变(bian)的(de)优点。1873年(nian)，德(de)国工(gong)程(cheng)师(shi)Hoppe提出(chu)，对(dui)不同齿数的齿(chi)轮在压(ya)力(li)角(jiao)改(gai)变时的渐开线(xian)齿(chi)形，从而奠(dian)定(ding)了现(xian)代变(bian)位(wei)齿(chi)轮(lun)的思(si)想基(ji)础(chu)。
    19世纪(ji)末(mo)，展(zhan)成切(qie)齿法的原(yuan)理及利(li)用此(ci)原理切(qie)齿(chi)的(de)专用(yong)机床(chuang)与(yu)刀(dao)具(ju)的相(xiang)继出(chu)现，使齿(chi)轮(lun)加(jia)工具(ju)军(jun)较(jiao)完备的(de)手(shou)段后，渐开(kai)线齿形更(geng)显示(shi)出(chu)巨大(da)的优走性(xing)。切(qie)齿(chi)时(shi)只要将(jiang)切(qie)齿工具从(cong)正常(chang)的啮合(he)位置(zhi)稍加(jia)移动(dong)，就能(neng)用(yong)标(biao)准刀(dao)具在(zai)机(ji)床上切出相(xiang)应(ying)的变(bian)位齿轮。1908年(nian)，瑞(rui)士(shi)MAAG研究(jiu)了(le)变位(wei)方(fang)法并制造出(chu)展(zhan)成加(jia)工插齿(chi)机，后(hou)来，英(ying)国BSS、美国(guo)AGMA、德国(guo)DIN相继(ji)对(dui)齿轮变(bian)位提(ti)出(chu)了多种(zhong)计(ji)算(suan)方法(fa)。
    为(wei)了提(ti)高(gao)动(dong)力传动(dong)齿(chi)轮(lun)的(de)使用(yong)寿(shou)命(ming)并(bing)减(jian)小其(qi)尺(chi)寸，除(chu)从(cong)材料(liao)，热处理及(ji)结构(gou)等方(fang)面(mian)改进(jin)外，圆(yuan)弧齿(chi)形的齿(chi)轮(lun)获得(de)了发展(zhan)。1907年，英国人(ren)Frank Humphris最早发(fa)表了圆弧(hu)齿(chi)形。1926年(nian)，瑞(rui)土人(ren)Eruest Wildhaber取(qu)得法(fa)面(mian)圆(yuan)弧齿(chi)形(xing)斜(xie)齿轮的专(zhuan)利(li)权。1955年，苏联的M．L．Novikov完(wan)成了(le)圆弧齿形齿轮的实(shi)用研究并获得(de)列宁勋(xun)章(zhang)。1970年(nian)，英国Rolh—Royce公司(si)工(gong)程师(shi)R．M.Studer取得(de)了(le)双圆(yuan)弧(hu)齿轮(lun)的(de)美国专(zhuan)利(li)。这(zhe)种(zhong)齿(chi)轮现(xian)已日(ri)益(yi)为人们(men)所(suo)重视，在生产(chan)中(zhong)发挥了显(xian)著效益(yi)。
齿轮是能互相啮(nie)合(he)的(de)有齿的(de)机(ji)械(xie)零(ling)件(jian)，它在(zai)机(ji)械(xie)传(chuan)动(dong)及整个(ge)机(ji)械(xie)领域中的(de)应用(yong)极(ji)其(qi)广泛(fan)。现代(dai)齿轮(lun)技术已达(da)到：齿(chi)轮模(mo)数(shu)O.004～100毫米；齿轮(lun)直径由(you)1毫(hao)米～150米；传(chuan)递功率(lv)可达 十万(wan)千瓦(wa)；转速(su)可达 十(shi)万(wan)转(zhuan)/分(fen)；最高(gao)的(de)圆(yuan)周速(su)度(du)达(da)300米/秒(miao)。
    齿(chi)轮(lun)是(shi)能(neng)互(hu)相(xiang)啮合的(de)有(you)齿(chi)的机械(xie)零(ling)件，它(ta)在机械传动(dong)及整(zheng)个(ge)机械(xie)领域(yu)中的应用极其广(guang)泛。现代齿轮(lun)技术已达到：齿(chi)轮模(mo)数O.004～100毫米；齿(chi)轮(lun)直径由1毫米～150米；传(chuan)递功(gong)率(lv)可(ke)达 十万(wan)千(qian)瓦；转速(su)可(ke)达(da) 十万转/分；最高(gao)的(de)圆(yuan)周(zhou)速(su)度达300米/秒(miao)。
    齿轮在传动(dong)中的(de)应用(yong)很(hen)早(zao)就(jiu)出现(xian)了。公(gong)元(yuan)前(qian)三(san)百(bai)多年(nian)，古希腊哲学家(jia)亚(ya)里士(shi)多德(de)在(zai)《机械问题(ti)》中，就(jiu)阐述了(le)用青铜(tong)或铸铁齿(chi)轮(lun)传递(di)旋转运(yun)动的问(wen)题(ti)。中(zhong)国古代(dai)发明的指南车(che)中已应用了整(zheng)套的轮系(xi)。不(bu)过，古(gu)代的齿轮是(shi)用(yong)木(mu)料制(zhi)造或(huo)用金(jin) 属铸成的，只能(neng)传递轴(zhou)间(jian)的(de)回(hui)转(zhuan)运动(dong)，不能保(bao)证(zheng)传(chuan)动的(de)平稳(wen)性，齿轮的(de)承(cheng)载能(neng)力(li)也(ye)很(hen)小。
随着生(sheng)产(chan)的发(fa)展(zhan)，齿(chi)轮运转(zhuan)的(de)平(ping)稳性受到重视(shi)。1674年(nian)丹(dan)麦(mai)天文(wen)学家罗默(mo)首(shou)次(ci)提出(chu)用外摆(bai)线作(zuo)齿(chi)廓(kuo)曲(qu)线(xian)，以得到(dao)运(yun)转平(ping)稳的(de)齿轮。
    18世(shi)纪(ji)工(gong)业革命(ming)时期，齿(chi)轮技术(shu)得到(dao)高速(su)发展(zhan)，人(ren)们对齿轮进行了大(da)量的(de)研究(jiu)。1733年(nian)法国数学(xue)家(jia)卡(ka)米(mi)发表了(le)齿(chi)廓啮合基本(ben)定律(lv)；1765年瑞士(shi)数(shu)学(xue)家欧拉建议(yi)采(cai)用渐开线作(zuo)齿廓(kuo)曲线(xian)。
    19世(shi)纪(ji)出现的滚(gun)齿机(ji)和插(cha)齿机，解决了(le)大(da)量生(sheng)产(chan)高(gao)精度(du)齿轮的(de)问题(ti)。1900年,普(pu)福特(te)为(wei)滚齿(chi)机装(zhuang)上差动装(zhuang)置，能在滚(gun)齿(chi)机(ji)上加工(gong)出(chu)斜齿轮(lun)，从此(ci)滚齿机(ji)滚(gun)切(qie)齿(chi)轮得到普及(ji)，展(zhan)成(cheng)法(fa)加工齿(chi)轮占了压倒优势(shi)，渐开(kai)线(xian)齿轮(lun)成为应用最广的(de)齿(chi)轮。
    1899年，拉舍最先实(shi)施了变(bian)位(wei)齿(chi)轮(lun)的方案。变(bian)位齿轮(lun)不仅能(neng)避(bi)免(mian)轮(lun)齿(chi)根(gen)切(qie)，还(hai)可(ke)以(yi)凑配(pei)中心距和提(ti)高齿轮的(de)承载(zai)能(neng)力。1923年美国(guo)怀(huai)尔德(de)哈(ha)伯(bo)最(zui)先提出(chu)圆(yuan)弧齿(chi)廓(kuo)的(de)齿轮(lun)，1955年(nian)苏(su)诺维(wei)科夫(fu)对(dui)圆(yuan)弧(hu)齿轮(lun)进行(xing)了深(shen)入(ru)的研(yan)究，圆(yuan)弧齿(chi)轮(lun)遂(sui)得(de)以应用(yong)于(yu)生产(chan)。这种齿(chi)轮的承载(zai)能力(li)和效率(lv)都较高(gao)，但(dan)尚(shang)不(bu)及渐(jian)开线齿(chi)轮(lun)那样(yang)易于(yu)制造，还有(you)待(dai)进(jin)一(yi)步(bu)改进(jin)。
齿(chi)轮(lun)的(de)组(zu)成(cheng)结构一(yi)般(ban)有轮(lun)齿、齿槽、端面(mian)、法(fa)面(mian)、齿(chi)顶(ding)圆(yuan)、齿根(gen)圆、基圆、分(fen)度圆。
轮(lun)齿简称(cheng)齿(chi)，是(shi)齿(chi)轮(lun)上 每(mei)一个(ge)用于啮(nie)合(he)的凸起部分，这(zhe)些凸起部(bu)分一般(ban)呈(cheng)辐射(she)状(zhuang)排(pai)列，配(pei)对齿轮上(shang)的轮(lun)齿(chi)互相(xiang)接(jie)触，可使(shi)齿轮(lun)持续(xu)啮(nie)合(he)运转(zhuan)；齿槽是齿轮(lun)上(shang)两(liang)相邻轮(lun)齿之(zhi)间的空(kong)间；端面是圆(yuan)柱齿轮或(huo)圆(yuan)柱蜗杆(gan)上(shang) ，垂(chui)直(zhi)于齿(chi)轮或(huo)蜗(wo)杆(gan)轴线的(de)平面(mian)；法面指的(de)是(shi)垂直(zhi)于(yu)轮齿(chi)齿(chi)线(xian)的(de)平(ping)面(mian)；齿顶(ding)圆(yuan)是(shi)指齿(chi)顶端(duan)所在(zai)的(de)圆(yuan)；齿根(gen)圆(yuan)是指(zhi)槽(cao)底所在(zai)的(de)圆；基(ji)圆是(shi)形成渐开(kai)线(xian)的(de)发生(sheng)线作(zuo)纯(chun)滚(gun)动的圆(yuan)；分度(du)圆(yuan) 是(shi)在(zai)端面内(nei)计(ji)算齿轮(lun)几何(he)尺寸的基(ji)准圆(yuan)。
齿轮可按齿(chi)形(xing)、齿轮外(wai)形(xing)、齿(chi)线形状、轮(lun)齿(chi)所(suo)在的(de)表面(mian)和(he)制造(zao)方(fang)法(fa)等(deng)分类(lei)。
齿轮的(de)齿形(xing)包(bao)括齿廓(kuo)曲线、压力(li)角(jiao)、齿(chi)高(gao)和(he)变(bian)位。渐(jian)开(kai)线齿(chi)轮(lun)比较容易制造(zao)，因(yin)此现代使用(yong)的(de)齿轮(lun)中(zhong) ，渐(jian)开线齿(chi)轮(lun)占(zhan)绝(jue)对多(duo)数(shu)，而摆(bai)线(xian)齿(chi)轮(lun)和圆(yuan)弧(hu)齿(chi)轮应用(yong)较少。
在(zai)压力角(jiao)方(fang)面(mian)，小(xiao)压力角齿(chi)轮(lun)的(de)承载能(neng)力较(jiao)小(xiao)；而(er)大(da)压(ya)力角齿(chi)轮，虽然(ran)承载(zai)能(neng)力(li)较高(gao)，但在传递(di)转(zhuan)矩相(xiang)同(tong)的(de)情(qing)况下轴(zhou)承的(de)负荷增大，因此仅用于特(te)殊情况。而(er)齿(chi)轮(lun)的齿(chi)高(gao)已标准化，一般(ban)均(jun)采(cai)用(yong)标(biao)准(zhun)齿(chi)高。变(bian)位(wei)齿轮(lun)的优(you)点较多，已遍(bian)及各类机械设(she)备(bei)中。
    另外，齿轮还(hai)可按其外形分为圆(yuan)柱齿(chi)轮(lun)、锥齿轮、非(fei)圆齿轮、齿(chi)条、蜗(wo)杆(gan)蜗轮 ；按(an)齿线形(xing)状(zhuang)分(fen)为(wei)直(zhi)齿(chi)轮、斜齿(chi)轮(lun)、人(ren)字齿轮、曲(qu)线齿轮(lun)；按(an)轮(lun)齿所(suo)在(zai)的表面(mian)分(fen)为(wei)外(wai)齿轮、内(nei)齿(chi)轮；按制(zhi)造方法可(ke)分(fen)为铸造(zao)齿轮(lun)、切制齿(chi)轮(lun)、轧(ya)制齿轮、烧(shao)结(jie)齿(chi)轮等(deng)。
    齿(chi)轮(lun)的制造(zao)材料(liao)和热处理(li)过(guo)程(cheng)对齿(chi)轮(lun)的(de)承载能(neng)力和尺寸重量(liang)有(you)很大的(de)影响(xiang)。20世纪(ji)50年(nian)代前，齿(chi)轮多用(yong)碳钢，60年(nian)代(dai)改(gai)用(yong)合金钢，而(er)70年代(dai)多用(yong)表面硬(ying)化钢。按(an)硬(ying)度 ，齿面(mian)可区分为(wei)软齿(chi)面和(he)硬齿面(mian)两种。软齿(chi)面的齿轮承(cheng)载(zai)能(neng)力较(jiao)低(di)，但(dan)制造比(bi)较容(rong)易，跑合性好， 多用于(yu)传(chuan)动尺(chi)寸(cun)和重(zhong)量(liang)无严格(ge)限(xian)制(zhi)，以(yi)及(ji)小量生(sheng)产(chan)的一般(ban)机械中。因(yin)为(wei)配对的齿轮(lun)中(zhong)，小轮负(fu)担(dan)较重(zhong)，因此(ci)为(wei)使大小齿(chi)轮(lun)工作寿(shou)命(ming)大(da)致(zhi)相(xiang)等，小轮齿面(mian)硬度(du)一(yi)般要(yao)比大轮(lun)的高(gao) 。
    硬(ying)齿(chi)面齿轮(lun)的承载(zai)能力(li)高(gao)，它(ta)是在齿(chi)轮精切之(zhi)后 ，再(zai)进行(xing)淬火、表面淬火或渗(shen)碳(tan)淬火(huo)处(chu)理，以(yi)提(ti)高硬(ying)度。但在(zai)热处理中，齿(chi)轮(lun)不可避免(mian)地会(hui)产(chan)生变形，因(yin)此在(zai)热(re)处理(li)之(zhi)后须(xu)进(jin)行(xing)磨(mo)削(xue)、研(yan)磨(mo)或精(jing)切 ，以消(xiao)除因(yin)变(bian)形(xing)产(chan)生(sheng)的(de)误(wu)差，提高(gao)齿(chi)轮的精度(du)。
    制造齿轮常(chang)用(yong)的(de)钢(gang)有调质(zhi)钢(gang)、淬(cui)火钢、渗(shen)碳(tan)淬(cui)火钢(gang)和(he)渗(shen)氮钢(gang)。铸钢的强(qiang)度比锻钢稍低(di)，常(chang)用(yong)于(yu)尺(chi)寸(cun)较大的齿(chi)轮；灰铸(zhu)铁的(de)机(ji)械性(xing)能较(jiao)差，可用(yong)于轻载的开(kai)式齿(chi)轮(lun)传动中；球(qiu)墨(mo)铸(zhu)铁(tie)可(ke)部(bu)分地代(dai)替钢制(zhi)造齿轮(lun) ；塑(su)料齿(chi)轮多(duo)用(yong)于轻(qing)载(zai)和要求噪(zao)声低的地(di)方(fang)，与其配(pei)对的(de)齿(chi)轮(lun)一(yi)般用(yong)导热性(xing)好(hao)的钢(gang)齿(chi)轮。
    未(wei)来齿轮正(zheng)向重载、高(gao)速、高精(jing)度和(he)高(gao)效率(lv)等(deng)方向(xiang)发展(zhan)，并力求(qiu)尺(chi)寸小、重(zhong)量轻、寿(shou)命长(zhang)和(he)经济可靠。而(er)齿轮(lun)理论(lun)和制(zhi)造(zao)工(gong)艺(yi)的(de)发展(zhan)将(jiang)是(shi)进(jin)一(yi)步(bu)研究(jiu)轮(lun)齿(chi)损(sun)伤的(de)机(ji)理，这(zhe)是建(jian)立(li)可(ke)靠(kao)的(de)强(qiang)度(du)计(ji)算(suan)方法(fa)的依(yi)据(ju)，是提高齿轮(lun)承载能力，延(yan)长(zhang)齿轮寿命(ming)的(de)理论(lun)基(ji)础；发(fa)展以圆(yuan)弧(hu)齿(chi)廓为代(dai)表(biao)的(de)新(xin)齿形(xing)；研(yan)究新(xin)型的(de)齿轮(lun)材(cai)料和(he)制(zhi)造(zao)齿轮的新(xin)工艺(yi)； 研(yan)究(jiu)齿(chi)轮的弹(dan)性(xing)变(bian)形、制造(zao)和安(an)装(zhuang)误(wu)差以及温(wen)度(du)场的(de)分布(bu)，进行轮齿(chi)修形，以(yi)改(gai)善(shan)齿轮运(yun)转的平(ping)稳性，并在(zai)满(man)载时增(zeng)大(da)轮(lun)齿(chi)的(de)接(jie)触(chu)面(mian)积(ji)，从而提高(gao)齿轮(lun)的(de)承(cheng)载(zai)能力(li)。

    摩擦(ca)、润(run)滑理(li)论(lun)和(he)润滑技术(shu)是 齿轮研(yan)究(jiu)中的基(ji)础(chu)性(xing)工(gong)作(zuo)，研究弹(dan)性流体动压润(run)滑理(li)论(lun)，推(tui)广(guang)采用合成(cheng)润(run)滑(hua)油(you)和(he)在油中(zhong)适当地(di)加入极(ji)压(ya)添(tian)加(jia)剂(ji)，不(bu)仅(jin)可提高(gao)齿面的承(cheng)载(zai)能(neng)力(li)，而(er)且(qie)也能(neng)提(ti)高(gao)传(chuan)动(dong)效率(lv)。