齒輪機構是機械傳動中最重要、應用最廣泛的一種傳動形式，其優點是能保證傳動比恒定不變，能傳遞足夠大的動力；運動精度和傳動效率高，工作可靠，壽命長，結構緊湊。
根據相嚙合齒輪軸線的位置關系，分為平行軸傳動和相交軸傳動，平行軸傳動分為直齒圓柱齒輪傳動、斜齒圓柱齒輪傳動和人字齒圓柱齒輪傳動3種。三種傳動因其齒輪結構的不同各有特點，其中，人字齒圓柱齒輪傳動的優勢較明顯，但同時有制造方面的困難。
1、漸開線齒廓介紹
平面S沿半徑為b的基圓柱作純滾動時,其上與基圓柱母線NN平行的某一條直線KK的軌跡所形成的漸開線曲面即漸開線直齒圓柱齒輪的齒面。若直線KK與母線NN成一角度b，則所形成的軌跡為一漸開線螺旋面，即漸開線斜齒圓柱齒輪的齒面，b為基圓柱上的螺旋角。
2、嚙合特點說明
由齒廓曲面形成過程可知，漸開線直齒圓柱齒輪嚙合時，齒廓曲面的接觸線是與軸線平行的直線，在嚙合過程中整個齒寬同時進入和退出嚙合，輪齒上所受的力也是突然加上或卸掉，故傳動平穩性差，沖擊和噪聲大。漸開線斜齒圓柱齒輪嚙合時，齒面的接觸線是逐漸由短變長，以后又逐漸由長變短，直至脫離嚙合,輪齒上所受的力也是逐漸由小到大，再由大到小,同時嚙合的輪齒對數多，故傳動較平穩,沖擊和噪聲小,適用于高速和重載傳動。但斜齒圓柱齒輪傳動時產生軸向分力FX,它由軸和軸承承擔。為減小傳動時的軸向分力FX，螺旋角不宜過大，一般取分度圓柱上的螺旋角＝8°～15°。
為了解決這一矛盾，人字齒輪應運而生，人字齒輪是指為消除軸向力，而把一個齒輪作成對稱的螺旋角方向相反的一對斜齒輪。人字齒圓柱齒輪的一部分齒寬為右螺旋齒，另一部分為左螺旋齒。根據制造方法不同，左、右螺旋齒中間有帶退刀槽和不帶退刀槽的兩種結構。人字齒輪除具有斜齒輪的長處外，由于其兩部分輪齒的左、右螺旋角大小相等，方向相反，可使軸向力FX互相抵消；從而獲得了選用更大螺旋角的齒輪（一般取＝25°～40°）的可能性，這樣一來便可以提高齒輪嚙合時的重合度，使得傳動更加得平穩同時又避免了軸向分力對傳動系統的不利影響，但其缺點是制造比較困難，而且齒輪的制造精度對于齒輪傳動的平穩和噪聲影響是比較大的。
3、人字齒輪加工
由于人字齒輪結構上的特殊性，使其加工較普通的斜齒輪要復雜一些，對于設備的要求也比斜齒輪加工的設備要求高。技術要求方面除了要滿足斜齒輪的精度要求外，還對左、右齒輪齒槽延長線交點位置（后文稱人字齒輪中線）有要求，通常該交點要在齒輪兩定位端面的中線上。這也是人字齒輪加工的一個難點，下面介紹幾種常見的加工方法。
3.1軟齒面齒輪（嚙合齒輪副的齒面硬度小于350HB）
對于軟齒面齒輪較常見的加工方法有仿形法加工和展成法加工。
3.1.1仿形法是指采用數控加工中心機床并配以指形銑刀進行銑削加工，此種加工方法齒輪的精度受刀具影響較大,齒輪齒部的精度較低，通常能達到DIN8級左右的精度,但人字齒輪中線位置較準確，整體的加工效率也較低；
3.1.2展成法是指采用數控滾齒機進行滾削加工，其中，滾齒機控制軟件若帶有人字齒輪加工功能可采用人字齒加工程序進行加工，對于人字齒輪中線位置比較容易保證，關鍵是將齒輪加工的安裝高度輸入準確即可；若不帶有人字齒輪加工功能，則需要在加工前對左、右旋的兩齒輪齒面上進行劃線，以此確定出人字齒輪中線的位置，然后分別根據劃線位置對刀進行左、右齒輪的滾削加工，此方法加工出的人字齒輪中線位置不容易保證，需要有劃線的精度和對刀的準確性共同決定；整體來講采用滾削方法生產出的齒輪齒部精度較高（可達到DIN7級），其加工效率也比較高；
3.2硬齒面齒輪
硬齒面齒輪通常是對齒輪材料進行滲碳或者是滲氮處理，使得齒輪的表面硬度在60HRC左右，齒輪若進行滲氮處理需要在熱處理前將齒部做成活，其加工方法同軟齒面齒輪相同；齒輪若進行滲碳處理需在熱處理后將齒部做成活，其加工方法通常是磨齒加工，磨齒時可以對人字齒中心線進行調整，由于滾齒留量有限，因此人字齒中心線調整量有限，人字齒中心線的位置由熱前的加工精度決定了，但采用磨齒加工的齒輪精度可達到DIN5級以上。
由于人字齒輪具有自動抵消軸向力的特性，因此增大螺旋角對整個傳動系統的受力沒有影響，但另一方面較大的螺旋角可以得到較大的重合度，使得傳動更加的平穩。采用人字齒輪副的齒輪箱具有傳動平穩、噪音低、體積小、重量輕、傳遞功率大、使用壽命長的顯著特點，具有較高的社會綜合效益。可見，人字齒輪傳動是齒輪傳動機構的一個重要發展方向，需要我們進一步提升現有的制造水平。
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