齒(chi)輪是(shi)傳遞運動和動(dong)力的機械(xie)裝置(zhi)，具有(you)悠久的曆(li)史，我國在(zai)公元前400-200年(nian)便開始使(shi)用齒輪。古(gu)代的(de)指南(nan)車(che)的(de)核心(xin)機械即(ji)爲齒輪(lun)，迄今(jin)發現最早(zao)的青銅齒(chi)輪在山西(xi)省(sheng)。目(mu)前，齒(chi)輪傳動(dong)裝(zhuang)置廣泛應(ying)用于(yu)工農(nong)業生(sheng)産(chan)的(de)各個(ge)領域，是應用最(zui)多、最廣泛(fan)的傳動元件。由于具(ju)有速(su)比(bi)範(fan)圍大(da)、傳遞(di)功率大、可(ke)靠性高、傳(chuan)動比準确(que)、壽命(ming)長等(deng)優點，是大多數(shu)機械設備必不(bu)可少的傳動部(bu)件，齒(chi)輪加(jia)工技(ji)術甚至(zhi)被(bei)認爲(wei)是衡量機械工(gong)業水平(ping)的(de)重要(yao)标志(zhi)。目前全國(guo)共有齒輪生産(chan)廠近(jin)600家，齒輪年(nian)産量達4000餘萬套(tao)，減速(su)器(qi)年(nian)産量(liang)爲30-40萬台(tai)。在(zai)各個品種(zhong)和規(gui)格的(de)齒輪加工機床(chuang)、刀具和量(liang)具方(fang)面已達到(dao)了國際先(xian)進制(zhi)造水(shui)平，并形(xing)成(cheng)了完(wan)整的配套(tao)體系(xi)。
近些(xie)年我(wo)國在(zai)各工(gong)業領域大(da)量引進了(le)大型(xing)成套設(she)備，其中(zhong)的高速重(zhong)載齒(chi)輪是(shi)其(qi)關鍵部(bu)件。我國相(xiang)關科(ke)研院(yuan)所在此基(ji)礎上，通過(guo)引進(jin)相關齒輪(lun)制造(zao)軟件(jian)技術(shu)和科(ke)研攻關逐步加(jia)以消(xiao)化和(he)吸收(shou)，在代表齒輪制(zhi)造工業發展水(shui)平的高(gao)精度、高(gao)硬齒(chi)面齒(chi)輪國産化方(fang)面取得(de)重要成就。從發(fa)展趨(qu)勢上看，齒(chi)輪裝(zhuang)置在向小型化(hua)、高速(su)化、低(di)噪聲、高(gao)可(ke)靠性(xing)、标準(zhun)化(hua)、系列化(hua)方向(xiang)不斷(duan)發展(zhan)。盡管(guan)目(mu)前(qian)電傳(chuan)動技術(shu)和(he)其他(ta)機械(xie)部件(jian)技術(shu)實現(xian)了(le)快(kuai)速發(fa)展，但(dan)各(ge)種類型(xing)的齒輪(lun)傳動依(yi)然在(zai)工(gong)業生産(chan)和工程應用領(ling)域中占據主導(dao)地位，并持(chi)續相(xiang)當長(zhang)的(de)發展階(jie)段。
目前常見的(de)齒輪(lun)箱按照結(jie)構形(xing)式可(ke)分爲(wei)七類(lei)，即(ji)漸開線(xian)圓柱齒輪、擺線針輪定軸(zhou)傳動(dong)、圓弧圓(yuan)柱齒輪(lun)傳動(dong)、錐(zhui)齒(chi)輪傳(chuan)動及準(zhun)雙曲面(mian)齒輪(lun)傳動、蝸杆(gan)傳動(dong)、漸開(kai)線行星齒輪傳動、非(fei)園齒輪傳動等。不同(tong)形式(shi)的齒(chi)輪結構在(zai)傳動(dong)速比(bi)、傳(chuan)動效率(lü)、轉速、潤(run)滑要求(qiu)、工作(zuo)可(ke)靠性、成(cheng)本效率等(deng)方面(mian)各有(you)不同優勢(shi)和劣勢，在(zai)設備選型(xing)時(shi)需(xu)要綜(zong)合考(kao)慮以(yi)下幾方面(mian)的因素。
1、工(gong)作機對齒輪箱的結(jie)構和(he)動力(li)參數(shu)的(de)要求，如傳動結構尺寸(cun)、質量、功率(lü)、轉速(su)、效率(lü)、傳動比、負(fu)荷特(te)性等(deng)；
2、工作(zuo)機對(dui)齒輪箱的(de)性能(neng)要求(qiu)，如：工作可(ke)靠(kao)性、使用(yong)壽命、噪音(yin)、振動(dong)、溫升(sheng)和傳動精(jing)度；
3、齒(chi)輪(lun)箱(xiang)技術(shu)的先(xian)進(jin)性、合理(li)性、經濟性(xing)、通用(yong)互換(huan)性等(deng)；
4、齒輪(lun)産品(pin)的低(di)成本(ben)、高效(xiao)率、高(gao)精度(du)、高可靠性。
齒輪材料(liao)的(de)選擇和(he)齒輪的工(gong)作可(ke)靠性、使用(yong)壽命(ming)、工作效率(lü)、潤滑要求等(deng)密切相(xiang)關。在齒輪傳遞(di)動力和改(gai)變速(su)度的運(yun)動過程(cheng)中，齧合齒(chi)面之(zhi)間同時(shi)存(cun)在滾動和(he)滑動摩擦(ca)，齒面(mian)還受(shou)到脈(mo)動或(huo)交變彎曲(qu)應力的作用，還有齒面可能發(fa)生磨損、膠(jiao)合及(ji)疲勞(lao)破壞，因此(ci)要求齒(chi)輪具有(you)優良(liang)的耐磨性(xing)能、抗接(jie)觸(chu)疲勞性能和抗(kang)彎曲(qu)疲勞性能(neng)，即要求齒(chi)輪材(cai)料表(biao)面硬(ying)度(du)高(gao)、強度高、芯(xin)部(bu)韌性好(hao)且硬化層(ceng)分布合理(li)。在實際選(xuan)用中(zhong)還應根據(ju)需要(yao)和使(shi)用條(tiao)件如(ru)負荷(he)、速度、溫度(du)、可靠性、質(zhi)量、精(jing)度、價格等(deng)因素(su)來确(que)定齒(chi)輪選材(cai)。
目(mu)前，工(gong)業制(zhi)造領域的(de)齒輪選(xuan)材(cai)主要以鋼爲主，包括(kuo)各種低(di)碳鋼、中碳鋼(gang)、高碳(tan)鋼和(he)合金鋼。而(er)鋁、鎂(mei)、钛、銅合(he)金(jin)、鑄鐵(tie)，甚至(zhi)塑(su)料(liao)和木材等(deng)都(dou)可(ke)用于(yu)制作齒輪。通常，爲了改善和提(ti)高齒(chi)輪(lun)材(cai)料的(de)性能或降(jiang)低成(cheng)本，可以(yi)采(cai)用化(hua)學處理、表面強(qiang)化處(chu)理以(yi)及複合處(chu)理(li)等表面(mian)改性技術。
選取齒輪(lun)材料(liao)要充(chong)分考慮材料的經濟(ji)性(xing)、強(qiang)度和(he)齒輪精(jing)度等，不(bu)同設(she)備的需求(qiu)自然(ran)也(ye)大(da)爲不(bu)同。就(jiu)儀器設備(bei)、家用器具、玩具(ju)等小負荷齒輪(lun)而言，可以(yi)選擇(ze)造價(jia)低、生産率(lü)高的複合塑料(liao)齒輪。而坦(tan)克、冷(leng)軋機(ji)等重(zhong)負荷執行(hang)機械，則需(xu)要材料(liao)及(ji)加工(gong)要求(qiu)更高的各(ge)種金(jin)屬和(he)合金(jin)材料(liao)。如果在航(hang)空航(hang)天工(gong)業中(zhong)應用(yong)，則(ze)要求更(geng)高的可靠性、精(jing)度和輕(qing)重量，制(zhi)造成本放(fang)在次(ci)要位(wei)置(zhi)。
