齒輪是傳遞運動和動力的機(jī)械裝置，具有悠久的歷史，我國在公元前400-200年便開始使用齒輪。古代的指南車的核心機(jī)械即為齒輪，迄今發(fā)現(xiàn)最早的青銅齒輪在山西省。目前，齒輪傳動裝置廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，是應(yīng)用最多、最廣泛的傳動元件。由于具有速比范圍大、傳遞功率大、可靠性高、傳動比準(zhǔn)確、壽命長等優(yōu)點，是大多數(shù)機(jī)械設(shè)備必不可少的傳動部件，齒輪加工技術(shù)甚至被認(rèn)為是衡量機(jī)械工業(yè)水平的重要標(biāo)志。目前全國共有齒輪生產(chǎn)廠近600家，齒輪年產(chǎn)量達(dá)4000余萬套，減速器年產(chǎn)量為30-40萬臺。在各個品種和規(guī)格的齒輪加工機(jī)床、刀具和量具方面已達(dá)到了國際先進(jìn)制造水平，并形成了完整的配套體系。

    近些年我國在各工業(yè)領(lǐng)域大量引進(jìn)了大型成套設(shè)備，其中的高速重載齒輪是其關(guān)鍵部件。我國相關(guān)科研院所在此基礎(chǔ)上，通過引進(jìn)相關(guān)齒輪制造軟件技術(shù)和科研攻關(guān)逐步加以消化和吸收，在代表齒輪制造工業(yè)發(fā)展水平的高精度、高硬齒面齒輪國產(chǎn)化方面取得重要成就。從發(fā)展趨勢上看，齒輪裝置在向小型化、高速化、低噪聲、高可靠性、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化方向不斷發(fā)展。盡管目前電傳動技術(shù)和其他機(jī)械部件技術(shù)實現(xiàn)了快速發(fā)展，但各種類型的齒輪傳動依然在工業(yè)生產(chǎn)和工程應(yīng)用領(lǐng)域中占據(jù)主導(dǎo)地位，并持續(xù)相當(dāng)長的發(fā)展階段。

    目前常見的齒輪箱按照結(jié)構(gòu)形式可分為七類，即漸開線圓柱齒輪、擺線針輪定軸傳動、圓弧圓柱齒輪傳動、錐齒輪傳動及準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動、蝸桿傳動、漸開線行星齒輪傳動、非園齒輪傳動等。不同形式的齒輪結(jié)構(gòu)在傳動速比、傳動效率、轉(zhuǎn)速、潤滑要求、工作可靠性、成本效率等方面各有不同優(yōu)勢和劣勢，在設(shè)備選型時需要綜合考慮以下幾方面的因素。

    1、工作機(jī)對齒輪箱的結(jié)構(gòu)和動力參數(shù)的要求，如傳動結(jié)構(gòu)尺寸、質(zhì)量、功率、轉(zhuǎn)速、效率、傳動比、負(fù)荷特性等；

    2、工作機(jī)對齒輪箱的性能要求，如：工作可靠性、使用壽命、噪音、振動、溫升和傳動精度；

    3、齒輪箱技術(shù)的先進(jìn)性、合理性、經(jīng)濟(jì)性、通用互換性等；

    4、齒輪產(chǎn)品的低成本、高效率、高精度、高可靠性。

    齒輪材料的選擇和齒輪的工作可靠性、使用壽命、工作效率、潤滑要求等密切相關(guān)。在齒輪傳遞動力和改變速度的運動過程中，嚙合齒面之間同時存在滾動和滑動摩擦，齒面還受到脈動或交變彎曲應(yīng)力的作用，還有齒面可能發(fā)生磨損、膠合及疲勞破壞，因此要求齒輪具有優(yōu)良的耐磨性能、抗接觸疲勞性能和抗彎曲疲勞性能，即要求齒輪材料表面硬度高、強(qiáng)度高、芯部韌性好且硬化層分布合理。在實際選用中還應(yīng)根據(jù)需要和使用條件如負(fù)荷、速度、溫度、可靠性、質(zhì)量、精度、價格等因素來確定齒輪選材。

    目前，工業(yè)制造領(lǐng)域的齒輪選材主要以鋼為主，包括各種低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼和合金鋼。而鋁、鎂、鈦、銅合金、鑄鐵，甚至塑料和木材等都可用于制作齒輪。通常，為了改善和提高齒輪材料的性能或降低成本，可以采用化學(xué)處理、表面強(qiáng)化處理以及復(fù)合處理等表面改性技術(shù)。

    選取齒輪材料要充分考慮材料的經(jīng)濟(jì)性、強(qiáng)度和齒輪精度等，不同設(shè)備的需求自然也大為不同。就儀器設(shè)備、家用器具、玩具等小負(fù)荷齒輪而言，可以選擇造價低、生產(chǎn)率高的復(fù)合塑料齒輪。而坦克、冷軋機(jī)等重負(fù)荷執(zhí)行機(jī)械，則需要材料及加工要求更高的各種金屬和合金材料。如果在航空航天工業(yè)中應(yīng)用，則要求更高的可靠性、精度和輕重量，制造成本放在次要位置。