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齒輪的發展一直都是學者研究的重點，從齒輪出現到現在，大方面上來說齒輪經過了四個階段的發展，經過臺灣成大精工的資深設計者指出，齒輪的發展分別經過了掛引齒輪、等節距齒輪、擺線齒輪以及漸開線齒輪，后才發展成為我們如今見到的各種齒輪。 第一階段是原始齒輪裝置中所見的所謂掛引齒輪階段，發生在公元前400年左右，在這一階段留下的文字資料很少，出土的成型齒輪有我國山西的青銅齒輪，是用在指南車上使用的。 第二階段是使用等節距齒輪階段。十六世紀末，雖然沒有理論上正確的齒形，但是己能憑經驗制造出頗能正確傳遞旋轉運動的齒輪。 第三階段是開始進行齒形理論研究、使用擺線齒輪的階段。丹麥天文學家餓勒夫·羅默(Olaf Roemer)在1674年首先提倡：為使齒  輪進行等速運動，外接線齒形的齒輪是適當的。1694年法國的菲力普·狄·拉伊勒(Philipp de la hire)發表了題為“外擺線理論”的演講，提出外擺線齒形作為與點齒輪或針輪嚙合進行等用速度運動齒輪的齒形。法國數學家卡謬斯(M．camua)對鐘表齒輪的齒形進行了研究，在1733年發表了下述理論：如圖1-7所示，輪西接觸點B的公法線BC應該恒通過兩齒輪中心聯線上定點C(節點)。達就是所謂卡鑼斯定理，至今仍是作為齒形機構學條件而眾所周知的齒形嚙合基本原則。十九世紀中葉，英國劍橋大學羅伯特·咸利斯教授發表了在節圓外側初內例分別采用外擺線和內接線的復合擺線齒形，并進一步闡明了接線波動因和齒數無關，不同齒數的齒輪，波動圓直徑恒取等值，因此采用這種齒形系的齒輪，不管齒數多少都能正確嚙合，是具有互換性的齒輪。這樣就完成了具有互換性的復合擺線齒形。不久，布朗·夏普公司出售根據這種齒形設計的成形銑刀，從而普及全世界。第四階段是漸開線齒形階段。漸開線齒形在其創始階段中處于劣勢，普及很慢，由于利昂赫特·歐拉(Leonhard Euler)和其他先驅者逐漸闡明其優點，特別是成利斯選定了齒形角為14．5。的標推齒輪，其優越性才逐漸為人們所認識，但是取代當時占統治地位的擺線齒形而成為占優勢的代表性齒形，還是進入二十世紀以后的事，當時由于范成切齒法的研究，才使漸開線齒形在實用中普及，從此才進入第四階段。 直至今天，錐齒輪、圓柱齒輪、非圓齒輪、齒條、蝸輪蝸桿等，細分到各種不同材料所鍛造的齒輪。各種齒輪組合而成的設備，如齒輪減速機、蝸輪減速機、行星減速機等，成為工業生產與生活中不可或缺的器件。 |
