其基本形状为凸-凹结构，齿顶处齿廓曲线为外凸曲线，齿根处为内凹曲线。但由于微线段齿轮的齿形特殊，需要利用特殊的公式进行计算，因此在CAD三维建模时只能通过输入若干点进行绘制，步骤复杂效率低。 另外，由于微线段齿轮的性能受其齿形影响很大，在相同的模数和数下，当压力角增量、初始基圆、初始压力角、齿顶高系数和顶隙系数取不同数值时，其齿形是不同的，其性能也差别很大。

微线段齿轮的原理:

微线段齿轮的齿廓曲线由微段曲线或微段直线光滑连接而成，微段曲线长度为1微米以下，齿轮的齿根处齿廓为内凹齿廓曲线，其最少齿数为3个齿。微段曲线为渐开线曲线，并可用微段直线替代。齿数为3-8个齿时，齿顶高系数范围为0.8-1.4，齿根系数为0.1-0.2，齿厚增大至0.5-0.7πm，齿槽宽为2-3mm。

齿轮可为直齿齿轮，或为斜齿齿轮。

微线段齿轮的构造:

微线段的加工方式采用目前广泛应用的范成法。根据微线段齿轮的原理，先构造出基本齿条，再利用范成原理得到齿轮齿廓。我们先构造出标准微线段齿条的齿廓，它由很多微段渐开线精妙连接而成，每个微段渐开线上两端点的曲率中心是在不同位置、不同半径的基圆上，并且这些曲率中心均在齿条的节线上。

微线段齿轮的优点:

从微线段齿轮构造原理可知，理论上，微线段齿轮具有无穷大的接触强度(因为是凸对凹的啮合方式，而且我们在构造时就已确定每个啮合点的曲率半径相同，故其综合曲率半径为零，接触强度为无穷大)。

与渐开线齿轮相比，微线段齿轮不仅具有很高的接触强度，还具有较高的弯曲强度。由于齿轮的弯曲强度主要与齿根厚度有关，而接触强度主要与综合曲率半径有关，而我们所构造微线段齿轮的齿形不仅具有较厚的齿根厚度，而且采用了凸对凹的啮合形式，在构造点上综合曲率为零，因此，这种齿轮具有较高的接触强度和弯曲强度。

传动效率高。传动效率实验研究表明，在相同的工况下，微线段齿轮的传动效率比渐开线齿轮要高3%左右，这对于机械传动尤其是高速、重载情况下的大功率传动具有十分重要的意义。

最少齿数少，宜于小型化。研究表明，微线段齿轮的最少齿数为3

微线段齿轮是日本首次提出的。近年来，合肥工业大学对此进行了长期研究，申请了相关发明专利，在国内外著名期刊上发表了相关著作，制造了微线段齿轮的加工刀具，正在实际生产中加以应用，取得丰硕成果。

目前，微线段齿轮在各个领域都有应用，特别是在重载变速箱及航空领域方面，合肥工业大学自动变速器研究室在该方面做出重大努力，并取得卓越成果。在该领域的研究中，合肥工业大学通过仿真及实验分析，对微线段齿轮的承载能力及动态性能方面进行了深入的分析，最终得出该类型齿轮在各方面皆优于渐开线齿轮的结论，同时，通过产学研项目，合肥工业大学成功的将微线段齿轮应用到实际的生产及实践中，并取得良好的效果。