شرط حرکت یکنواخت یک جفت چرخدنده درگیر با هم، ثابت بودن نسبت بین سرعت های زاویه ای چرخ محرک به چرخ متحرک است. این نسبت به نسبت تعداد دندانه ها و نسبت قطرهای درگیر دو چرخدنده نسبت معکوس دارد و این نسبت را نسبت تبدیل یا ضریب تبدیل گویند و به این شکل نشان می دهند:

اندیس ۱ مربوط به چرخدنده ی محرک و اندیس ۲ مربوط به چرخدنده ی متحرک است و ω سرعت زاویه ای، Z تعداد دندانه ها و D قطر درگیر چرخدنده می باشد.

انواع چرخدنده:

بر حسب نوع قرار گرفتن محورهای دو چرخدنده و زاویه ای که این محورها با هم می سازند، ممکن است از چرخدنده های مختلفی استفاده شود. این چرخدنده ها را می توان به گروه های اصلی چرخدنده های پیشانی (ساده، مارپیچی، جناغی)، چرخدنده های مخروطی، چرخدنده های مارپیچی با محورهای متناظر و پیچ و چرخ حلزون تقسیم کرد.

(۱) چرخدنده های پیشانی: این چرخدنده ها می توانند حرکت و نیرو را بین دو محور موازی منتقل کنند، دندانه های این نوع چرخدنده ها ممکن است نسبت به محورشان موازی، مایل و یا جناغی باشند.

در چرخدنده های ساده، انتقال حرکت از دندانه ی یک چرخدنده دیگر به صورت ناگهانی صورت می گیرد (چون تماس و درگیری دنده ها خطی است) و در دورهای زیاد ایجاد سرو صدا می کند. از میان انواع مختلف چرخدنده ها، چرخدنده ساده ابتدایی ترین و همانطور که از نام آن بر می آید ساده ترین نوع چرخدنده ها می باشد. در بعضی کتب این چرخدنده را چرخدنده ی صاف نیز می نامند.

اگر امتداد دنده ها نسبت به محور مایل باشند (نوع مارپیچی) باعث می شود که اولا خط درگیری دندانه ها مستقیم نباشد و درثانی چند دندانه از یک چرخ یا چند دندانه از چرخ دیگر درگیر شود و این درگیری تدریجی باشد، این عمل موجب می شود که چرخدنده ها آرامتر کار کنند ولی عیب عمده ی آنها ایجاد نیرو در امتداد محور آنهاست که باید با استفاده از یاتاقان های کف گرد برطرف گردد. از این چرخدنده ها در مواردی استفاده می شود که سرعت حرکت و نیروی انتقالی زیاد باشد.

برای اینکه بتوان از مزایای چرخدنده های مارپیچی استفاده کرد و مهمترین عیب آن را که ایجاد نیرو در امتداد محور می باشد برطرف نمود، چرخدنده های جناغی که نیروی محوری را خنثی می کنند و در ضمن آرام کار کردن نیاز به یاتاقان های کف گرد ندارند، ارایه می گردد. با این چرخدنده ها می توان نیروی بیشتری را نسبت به سایر چرخدنده ها منتقل نمود.

چرخدنده های مارپیچ در انتقال نیروهای کم، نسبت انتقال کم i=5/1 و تعداد دورهای متوسط مورد استفاده قرار می گیرند. کارایی این چرخدنده ها، کم و در حدود ۸۵ درصد می باشد. از این نوع چرخدنده ها معمولا در وسایل تنظیم کننده ی حرکت، مانند میل بادامک، محور دلکو، میله کیلومتر شمار و همچنین قسمت های فرعی موتورهای احتراق داخلی و مکانیزم های تغذیه در ماشین های افزار و دیگر موارد استفاده می شود.

جنس چرخدنده ها:                                                                                     چرخدنده ها از مواد مختلفی مانند چدن خاکستری و آلیاژی، فولادهای ریخته شده، برنج، برنز، مواد کاءوچویی و پلاستیک ساخته می شوند. خاصیت چدن در مقابل عوامل استهلاکی و اصطکاکی خوب است ولی مقاومت آن در مقابل نیروهای ضربه ای و خم کننده کم است و همین عامل باعث می شود دندانه های چرخدنده های چدنی نسبتا بزرگ انتخاب شوند. فولاد کم کربن سخت نشده در ساخت چرخدنده ها می تواند مورد استفاده قرار گیرد ولی از این فولادها باید در جاهایی که احتیاج به استحکام متوسط و مقاومت در مقابل ضربه است، استفاده شود. نکته حایز اهمیت این است که سخت کاری سطح دندانه ها مقاومت آنها را در مقابل سایش زیاد می کند.

امروزه از چرخدنده هایی از جنس مواد مصنوعی مانند مواد لایه ای پرسی، بافته های سخت و پلی آمیدها بخاطر کار آرام، صدای کم و خاصیت ضربه گیری شان استفاده می شود. خصوصا در مواردی که سبک بودن وزن و انتقال نیروی کم نیز مطرح باشد. این نوع چرخدنده ها بیشتر مطرح می شوند. در مواردی نظیر دستگاه های خانگی، ماشین های دفتری، ماشین های نساجی، بافندگی، ابزار الکتریکی و اسباب بازی ها این مواد بیشتر کاربرد دارند.

روغن کاری چرخدنده:                                                                                                 چرخدنده ها در شرایط مختلفی کار می کنند و به همین دلیل روشهای روانکاری آنها نیز متفاوت خواهد بود. در چرخدنده های غیرمحصور (روباز) ماده روانکاری با روغندان یا روغن چکان یا بصورت بارشی به داخل چرخدنده ها زده می شوند. زدن ماده روانکاری به مقدار کم ولی با فاصله زمانی کوتاه بهتر از این است که ماده روانکاری با حجم زیاد در فاصله های زمانی طولانی به چرخدنده ها زده شود.      اگر چرخدنده ها با آب اسید در تماس باشند، باید از یک نوع ماده روانکاری چسبناک (چسبنده به فلز) استفاده گردد. زمانی که چرخدنده ها در یک محفظه بسته کار می کنند، معمولا چرخدنده ی بزرگتر در داخل روغن فرو رفته و روغن را به سطوح دندانه ها می رساند. در بعضی موارد با استفاده از یک فواره روغن، سطوح دندانه های چرخدنده های محصور، روغن کاری یا روانکاری می شوند.  موقعی که فشار تماس خیلی زیاد است از مواد روانکاری پرفشار استفاده می کنند، بدین وسیله از گسیخته شدن ماده روانکاری و در نتیجه از بوجود آمدن تماس فلزی میان قطعات جلوگیری به عمل می آید.