Kugghjulstransmissioner har använts av mänskligheten under lång tid, denna metod för att kommunicera rotationsenergi är den vanligaste inom mekanik.
Dessa mekanismer överför rörelse från en axel till en annan, vanligtvis med en förändring av varvfrekvensen per tidsenhet. Ingreppsmedlen och de direkta elementen för kommunikation av rörelse är antingen hjul eller skenor med urtag och utsprång av en speciell form inskurna i deras arbetsytor.
Av de två runda elementen som samverkar i transmissionen kallas det ena av de större diametern ett hjul och det andra kallas ett kugghjul, även om de i huvudsak är båda kugghjul.
Beroende på om uppgiften att öka rotationshastigheten eller omvänt minska den är inställd i växellådan, leder antingen ett hjul eller en växel.
Modna konstruktionsmaterial gör det möjligt att skapa växlar som framgångsrikt kan omvandla effekt upp till 36 miljoner watt.
Krav på mekanismer är olika, så variationen av utväxlingsformer är mycket stor. Rotationsaxlarna kan vara parallella, korsande eller skärande, beroende på detta finns det cylindriska, spiralformade,snäckhjul eller koniska kugghjul. En egenskap hos den senare är förmågan att ge rotation till en axel som är placerad i rät vinkel mot drivaxeln. Denna möjlighet behövs ofta i en mängd olika mekanismer, till exempel utförs överföringen av mekanisk energi från kardanaxeln på en bil till drivhjulen exakt enligt ett sådant kinematiskt schema.
Oftast har vinkelväxlar raka, radiellt skurna (tangentiella) tänder. Om de drivande och drivna axlarna inte skär varandra, kallas en sådan växellåda hypoid. Användningen av sådana mekanismer i designen av bakaxeln orsakas av utvecklarnas önskan att sänka bilens totala tyngdpunkt för att ge den större stabilitet.
Förutom cylindriska växlar används andra växlar, till exempel vid spiralskärning.
Dessutom gör vinkelväxlar det möjligt att kommunicera rotation inte bara i en rak linje, utan också i nästan vilken annan vinkel som helst, trubbig eller skarp.
Tillverkningstekniken för vinkelväxlar är ungefär densamma som för cylindriska växlar, men arbetsstycket har en ganska komplex form. Den består liksom av två stympade koner med en gemensam stor bas på samma axel. Konernas generatriser är i räta vinklar. Tandprofilen är tydligt synlig från den icke-fungerande sidan av fashjulet, medan tandens bredd minskar från periferin till mitten. Tillverkningsmaterialet är specialstål, motståndskraftigt mot slitage och mycketfast.
Skärprofilen är en evolvent linje, denna form ger den jämnaste rotationen, jämnt slitage och maximal fördelning av mekanisk belastning i kontaktögonblicket mellan tänderna.
Kugghjul med variabel profilform längs längden är svåra att tillverka och CNC-maskiner används för att få dem.
