齒輪作為機械傳動系統中最基本且關鍵的零件之一，廣泛應用于各類機械設備中，從日常生活中的鐘表到工業領域的重型機械，都可見其身影。它的主要功能是通過齒與齒的嚙合傳遞動力和運動，改變轉速、扭矩及方向。

齒輪的基本結構包括齒頂圓、齒根圓、分度圓和齒槽等部分。根據齒形和用途的不同，齒輪可分為直齒、斜齒、錐齒輪和蝸輪蝸桿等多種類型。直齒輪結構簡單，適用于平行軸傳動；斜齒輪則因齒面接觸平滑，噪音較小，常用于高速傳動場合；錐齒輪用于相交軸之間的動力傳遞；而蝸輪蝸桿則能實現大減速比和自鎖功能。

齒輪的設計和制造精度直接影響機械系統的效率和壽命。材料選擇上，常見的有碳鋼、合金鋼、鑄鐵及工程塑料等，需根據載荷、速度和工作環境進行合理選材。制造工藝包括切削、滾齒、磨齒等，高精度齒輪還需經過熱處理以提高硬度和耐磨性。

在現代工業中，齒輪技術不斷進步，結合計算機輔助設計（CAD）和有限元分析（FEA），齒輪的優化設計得以實現，有效提升了傳動效率并降低了能耗。盡管面臨新材料和替代傳動方式的挑戰，齒輪因其可靠性、高效率和成本效益，仍是不可替代的機械元件。

齒輪雖小，卻在機械工程中扮演著舉足輕重的角色，是推動技術發展的基礎零件之一。