В идеальной теории передачи шестерней, если предположить, что две шестерни совершают чистое качение без скольжения в точке контакта, и сами шестерни рассматриваются как абсолютно твердые тела, то теоретически в передаче шестерней не должно быть потерь эффективности.
Однако в реальной практике материалы, используемые для изготовления шестерней, никак не могут соответствовать стандарту абсолютно твердого тела. Из-за свойств материалов обязательно существует упругая деформация. Когда шестерни во время работы постоянно подвергаются этой повторяющейся упругой деформации, неизбежно расходуется энергия, что приводит к потерям эффективности.
Кроме того, наличие упругой деформации делает зацепление шестерней не идеально чистым качением, как в теории, и возникает скользящее трение. Это скользящее трение не только увеличивает расход энергии, но и вызывает выделение тепла, что еще больше влияет на эффективность передачи.
Более того, фактическая точность изготовления никак не может достичь абсолютной точности, предполагаемой теоретически. Этот разрыв приводит к тому, что фактическая ситуация зацепления шестерней значительно отличается от теоретической модели, и чистая передача качением невозможна.
Одновременно существует и такой фактор, который нельзя игнорировать: фактическая поверхность зубьев шестерни вовсе не такая гладкая и ровная, как предполагается в теории абсолютно твердого тела. Микрошероховатость поверхности зубьев, мелкие дефекты и следы обработки и т. д. оказывают влияние на фактический эффект зацепления шестерней. Эти несовершенства увеличивают трение, снижают плавность передачи и в конечном итоге приводят к снижению механической эффективности.
В целом, благодаря комплексному действию таких факторов, как упругая деформация материалов, ограничения точности изготовления и фактическое состояние поверхности зубьев, шестерни в процессе фактической передачи неизбежно теряют механическую эффективность.