Zależność ujmująca istotę kinematycznego działania przekładni zębatej jest zasadą struktury geometrycznej, której postać została opisana w poprzednim punkcie i jest drogą do osiągnięcia tego, co zostało opisane zależnością . Uogólniając tę zależność można stosunek prędkości kątowych odnieść do związku wyznaczającego zmienną wielkość przełożenia. Idealizacja struktury zewnętrznej uzębień prowadzi do rozpatrywania współdziałania dwóch sztywnych ciał na zasadzie bezpoślizgowego odtaczania torów tocznych.

Idealne działanie przekładni zębatych można przestawić jako bezpoślizgowe toczenie się sztywnych elementów po sobie według wzorów, które spełniają warunek przedstawiony na rys. poniżej, polegający na tym, że przy toczeniu się elementów zawsze istnieje wspólny chwilowy punkt obrotu C, nazywany punktem biegunowym. Warunkiem działania układu jest położenie punktu biegunowego C na prostej, przechodzącej przez punkt obrotu obu elementów O1 i O2.

Z własności struktury geometrycznej pary obrotowych elementów tworzących istotny zespół przekładni zębatej wynikają ograniczenia wartości średnic kół podziałowych i ograniczenia wartości przełożeń.

Liczby ząbów powinny być tylko liczbami całkowitymi. Z tego wynika że przełożenie może być tylko stosunkiem takich liczb, a więc nie może być dowolne.

Prócz ograniczeń strukturalnych trzeba liczyć się z ograniczeniami wynikającymi z racji istnienia wytworu. Zarówno ze względów warsztatowo-wykonawczych, a więc z racji technologiczności wytworu, jak i ze względu na ciężar i koszt, a więc z racji ekonomicznej, koła zębate w różnych okolicznościach mają ograniczoną średnicę.

Z wyżej opisanych ograniczeń wynika ograniczenie o podstawowym znaczeniu, mianowicie ograniczenie przełożenia. Przełożenie to w najczęściej spotykanych przekładniach nie przekracza liczby 8, w specjalnych i raczej wyjątkowych przypadkach dochodzi do 20 (jedynie w przypadku prostych zębatek, stosowanych głównie ze względu na posuw elementów przełożenia, jest nieskończenie wielkie).