由于钟表的出现和普及，人们产生了对齿轮定速传动的需求。由齿廓啮合基本定律：一对齿廓的瞬时速比，等于该瞬时接触点的公法线截连心线为两段线段的反比。和传动比恒定的条件：过接触点所作两齿廓的公法线均须与连心线交于一固定的点。

所决定的齿形理论上是无穷多的，OlafRoemer在1674年曾论述外摆线齿形，而1694年Philippde la Hire提出了渐开线齿形（齿形为圆形的渐开线）。

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作用线：相配齿轮外形在接触点之法线。

接触线：相配齿轮外形接触点之轨迹。

压力角（α）：齿轮上某个圆之共切线与通过齿接触点法线之交角。亦即作用线与共同切线之交角。通常取分度圆上的压力角为标准值，并称为分度圆压力角。

中心距（a）：两轴之中心距离，以前例a=（d1+d2）/2。【未变位时的中心距】

基圆（Base circle）：虚拟圆，渐开线的发生圆，决定了渐开线的形状。

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直齿轮与斜齿轮差异：

  1、直齿轮传动的瞬时速度是变化的，主要是在齿轮啮入啮出的瞬间会产生，这是由于制造误差产生的变速，从而产生多边形效应。

  2、斜齿轮的轮轮齿是时时刻刻都在啮入啮出的状态中，没有啮合盲区，从而能够保证速度的均匀性，运行非常的平稳。

直齿伞齿轮与螺旋伞齿轮在运行中的效果与上述一样，不同的在于直齿轮是两轴平行传动的，而伞齿轮是两周相交传动的。

当没有改变分度圆直径的时候，轴上的扭矩不会发生改变，要是改变也是改变的齿轮受力变化。直齿轮的运动法线与运动切向重合，螺旋伞齿轮的轮齿法线与运动切线始终保持一个螺旋角。