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齿轮（Gear或cogwheel）是轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械零件，齿轮依靠齿的啮合传递扭矩，其设计与制造水平会直接影响到工业产品的品质。人类对齿轮的使用源远流长，亚里士多德可认为是个系统论述这一机构的人。而阿基米德不仅对齿轮和蜗轮有详尽的论述，Pappus更记载了阿基米德通过一个蜗轮和九个齿轮的机构，使少数几个奴隶就将大船Syrakusia推下海中。 古印度的棉核剔除机构（现收藏于柏林博物馆）都含有齿轮机构。齿轮的具体发明人无史可考，而早期齿轮并没有齿形和齿距的规格要求，因此连续转动的主动轮往往不能使被动轮连续转动。为了解决这一问题，齿形发展为弧形，并通过减小齿距使被动轮获得连续转动，这使得齿轮机构的汲水装置十分普及。
两个齿轮为外啮合齿轮机构时，转动的方向会相反。发展至今已经经历数百年的发展与改良，齿轮机构的类型也多种多样，由于齿轮会直接影响生产，所以尺寸规范至关重要。如果齿轮尺寸不规范则会导致齿轮中心线无法校正，负荷不能平均分布轮齿接触面上，磨损或刮伤、擦伤、点蚀、烧伤、塑性变形等问题也会就随之出现。齿高不平均很容易导致崩牙，齿根不平均则容易导致另一齿轮崩牙，齿距不均则会影响传动效率和准确度。
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