第1章　概述

齒輪被廣泛使用在機械傳動裝置中，是常見的機械零件之一。人類在公元前就已經開始在農業生產和軍事中使用齒輪。最初齒輪齒形并不是采用漸開線形狀，而是撥掛齒形，未考慮齒形和齒距，圖1-1所示為古代所使用的齒輪裝置及其撥掛齒形［1，2］。隨著歷史的發展和科技的進步，齒輪齒形從等齒距齒形發展到擺線齒形。18世紀60年代，采用漸開線作為齒輪的齒形輪廓被提出，但漸開線齒輪并未被廣泛使用，直到一個世紀后，使用范成加工方法生產出漸開線齒形的齒輪以后，漸開線齒輪才在全世界被廣泛使用［3］，如圖1-2所示。

圖1-1　古代齒輪［1］

圖1-2　漸開線齒輪

齒輪傳動是現代工業生產中最常用的機械傳動方式之一，主要用來傳遞動力和運動，采用齒輪的各種傳動形式如圖1-3所示。齒輪傳動與鏈傳動、帶傳動、液壓傳動、摩擦傳動等其他機械傳動相比，具有效率高、功率范圍大、傳動比準確、使用周期長、節省空間等一系列優點。

通過調整齒輪間齒數比例及齒輪數目，齒輪傳動理論上可以獲得任意數值的傳動比；也可以通過變化各傳動軸的空間位置關系，使之應用于平行、正交等多種交錯的傳動關系。

齒輪的應用十分廣泛，小至鐘表，大至飛機輪船，都需要依靠齒輪來傳遞動力。目前，齒輪普遍應用于儀器儀表、工程機械、機床工具、礦山開采、起重設備、汽摩農機、電力能源、航空、船舶、兵器裝備、軌道交通、水泥建筑、石油化工等20多個領域。齒輪作為機械產品中的最主要的傳動零部件，其傳動方式也已成為機械傳動中不可缺少的傳動形式。由于齒輪在工業發展中所占有的重要地位，使其被視為社會工業化進程的標志之一。

圖1-3　機械裝置中的齒輪傳動