Przed przystąpieniem do wyróżnienia szczególnych zagadnień koncepcji przekładni zębatych należy zwrócić uwagę na zarys historii rozwoju przekładni zębatych w celu wykazania związku między postacią konstrukcyjną maszyny a możliwościami materiałowymi i wykonawczymi.

Z zapisów o znaczeniu historycznym wiadomo, że przekładnie zębate znane już były starożytnym Grekom. Arystoteles w swych pismach nazywa takie wytwory „kołowrotami z brązu i z żelaza" (Feldhaus). Na tej podstawie można sądzić, że już przed 23 wiekami wytwarzano koła zębate z metali. Nic jednak nie można powiedzieć o postaci geometrycznej ówczesnych przekładni. Spotykane w literaturze historycznej rysunki są tylko próbą odtworzenia postaci konstrukcyjnej na podstawie zapisu werbalnego.

Pierwszą książką zawierającą systematyczny opis różnych wytworów sztuki inżynierskiej była „De Architektura" Witruwiusza (35 rok p.n.e.). W istocie był to pierwszy podręcznik inżynierski. Na podstawie opisów podawanych w ówczesnych książkach historycy techniki próbują odtworzyć zapis postaci zewnętrznej. Dla przykładu podaje się dwie takie próby opracowane na podstawie opisów zbożowych młynów wodnych podanych przez Witruwiusza. Na obu tych rysunkach w nieco różny sposób uwidoczniono kątową przekładnię zębatą, w której występują koła z zębami w postaci kołków. Kołki palcowe tarczy pionowej współdziałają z kółkami tarczy poziomej.

Przy okrągłych (o przekroju kołowym) kołkach jako zębach przekładni, kołki drugiej tarczy musiały mieć postać bardziej złożoną. Dzisiaj powiedzielibyśmy, że postać geometryczna kołków jako zębów powinna odpowiadać pierwszej zasadzie konstrukcji — zasadzie optymalnego stanu obciążenia. Niezachowanie tej zasady byłoby przyczyną tak wielkiego terkotania przekładni i tak szybkiego jej uszkodzenia, że budowniczy musiałby się zastanowić nad konstrukcyjnymi sposobami poprawienia stanu rzeczy. O teorii tego zagadnienia będzie mowa w następnym rozdziale.

Przez tysiące lat przetrwały przekładnie z drewnianymi zębami również w przekładniach, które dzisiaj nazywamy czołowymi. Ogólną postać zewnętrzną takiej przekładni przedstawia rys. poniżej. Zęby wykonane są z płytek drewnianych wbijanych w walce drewniane lub żeliwne. Ociosywanie płytek w celu nadania odpowiedniego zarysu boków zębów odpowiadało zabiegowi konstrukcyjnemu zgodnie z pierwszą zasadą konstrukcji.

W wieku XVI pojawiły się koła zębate z płytowymi zębami stalowymi osadzonymi w bębnach lub tarczach żeliwnych analogicznie jak to przedstawiono na rys. poniżej. W wieku XVII zaczęto odlewać koła zębate jako monolity.

Maszynowo obrabiać koła zębate rozpoczęto w połowie, wieku XIX — pod koniec tego wieku opracowano obwiedniowe sposoby frezowania uzębień.

Zęby skośne pojawiły się z chwilą odkrycia możliwości wytwarzania uzębień odlewanych, lecz szersze zastosowanie takich uzębień nastąpiło po wprowadzeniu obwiedniowych sposobów obróbki maszynowej zębów.

W miarę rozwoju stosowania żeliwnych, staliwnych i stalowych uzębień konstrukcja zaczęła dyktować coraz większe dokładności wykonania, co wymagało doskonalenia metod obróbki uzębień. Frezowanie, szlifowanie, a w ostatnich czasach także wiórkowanie, umożliwiają zarówno wielką dokładność, jak i małą chropowatość roboczej powierzchni. Wprowadzenie metalurgicznych sposobów utwardzania powierzchni przy jednoczesnej małej ich chropowatości stało się zasadniczym czynnikiem powiększenia nośności zazębień przy dostatecznie dużej niezawodności działania. Dzięki temu przy względnie niedużych gabarytach konstruowane dzisiaj przekładnie mogą przenosić moc mierzoną dziesiątkami megawatów.

W tym krótkim zarysie zwrócono uwagę na uzębienia jako podstawowe zagadnienie koncepcji przekładni zębatej. Koncepcja ta poiegra na zastosowaniu mechanizmu, którego istotą jest zespół uzębionych elementów sprzężonych w ten sposób, że ruch elementów jest możłiwy tylko przy toczeniu się (najczęściej z poślizgiem) zębów jednego elementu po zębach drugiego.

Koncepcja ta, rozwijana przeszło dwa tysiące lat, wiąże się z zasadniczą niedogodnością, która wynika z konieczności okresowego spotykania się części dwóch współdziałających elementów przy znacznych prędkościach i znacznych obciążeniach. Ograniczona dokładność wykonania i znaczna odkształcalność sprężysta, jak również w pewnych okolicznościach niemal nieunikniona odkształcalność plastyczna są znacznymi czynnikami zmniejszającymi możliwości optymalizacyjne zazębienia, zgodnie z pierwszą zasadą konstrukcji. Wyraża się to ogromną głośnością przekładni zębatych, będącą wyrazem występowania obciążeń o znacznej zmienności. Chcemy przez to powiedzieć, że zagadnienie koncepcji co do konstrukcji uzębień i zazębienia przekładni jest jeszcze wciąż zagadnieniem otwartym.

Problem uzębień i zazębienia jest problemem zarówno geometrycznych cech konstrukcyjnych, jak i materiałowych. Z geometrycznymi cechami wiąże się sprawa zarysu boku zębów jako problem teoretyczny pod względem dynamiki zazębienia ściśle związany ze sprawą materiałowych cech konstrukcyjnych, a więc ze sprawą tworzywa. Należy tu zwrócić uwagę, że tworzywami uzębień są nie tylko tworzywa, które bezpośrednio warunkują możliwość realizacji określonego konstrukcją zarysu uzębienia i możliwość przenoszenia obciążenia, lecz również tworzywa, które tradycyjnie określane są słowem smary.

Zwłaszcza w epoce nowych rodzajów tworzyw, które być może były niejasno przeczuwane przez alchemików, należy z całym naciskiem podkreślić, że pod względem struktury wewnętrznej i postaci tej struktury należy oczekiwać wiele nowych koncepcji, których wartość uzależniona jest jednak od poparcia odpowiednimi badaniami eksperymentalnymi.

Gdy rozpatrywana jest konstrukcja przekładni, nie można ograniczać zagadnień koncepcji do zagadnień uzębień i zazębień. Układ przekładni charakteryzuje się elementami, którymi w dotychczasowej praktyce są głównie wały i sprzęgła oraz elementąmi warunkującymi wzajemne położenie zespołów wirujących, a więc przede wszystkim łożyskami, które najczęściej mają strukturalny związek z elementami podporowymi stanowiącymi jednocześnie pomieszczenia zamykające układ chroniący zespoły wirujące od wpływów zewnętrznych, zwłaszcza tych czynników; które mogą zagrażać działaniu zazębień. Nowe koncepcje związane z przekładnią jako złożonym układem mechanodynamicznym powinny mieć na względzie optymalizację stanu obciążenia, a szczególnie tych składowych tego stanu, które wyrażają się siłami wywołującymi powstawanie oporów. Mimo że dotychczas inżynieria może poszczycić się znacznymi osiągnięciami w zakresie opanowania oporów, co wyraża się stosunkowo dużą sprawnością-energetyczną wielu najnowszych typów przekładni, to jednak należy pamiętać, że każdy promil dodany do miary sprawności stanowi setki tysięcy kilowatów oszczędności zapotrzebowanej mocy. Jedną z praktycznych dróg jest dążenie do redukcji obciążenia łożysk i to tak dalece, żeby możliwe było usunięcie łożysk w ogóle (Stoeckicht).

Poruszając zagadnienie konieczności poszukiwań koncepcyjnych w zakresie tego, co nazywa się postacią konstrukcyjną jako głównym przedmiotem koncypowania, należy jeszcze raz podkreślić, że zagadnieniem wciąż jeszcze otwartym jest postać geometryczna, odnosząca się do zewnętrznej struktury oraz postać materiałowa, odnosząca się do struktury wewnętrznej.