Равенство (5.4) называется основной теоремой зацепления.
Нормаль в точке соприкосновения элементов высшей пары качения и скольжения делит линию центров на части. Обратно пропорциональные угловым скоростям.
Точка , делящая линию центров на части. Обратно пропорционально угловым скоростям, является мгновенным центром вращения в относительном движении звеньев 1 и 2.
Расстояние a между точками и равно
(5.5)
Из равенства (5.4) и (5.5) следует, что радиусы и центроид равны
, и (5.6)
Мгновенный центр вращения в теории зацеплений называется полюсом зацепления.
При переменном значении передаточной функции полюс зацепления занимает на линии центров переменные положения. При постоянном значении полюс зацепления располагается в одной и той же точке на прямой .
Если угловые скорости и имеют разные знаки (см. рис 5.1,a), то и полюс зацепления лежит между точками и . Этот вид зацепления называется внешним. Если и имеют одинаковый знак и полюс зацепления лежит вне отрезка , то (зацепление внутреннее).
Основной закон зацепления формулируется так: для сохранения постоянства передаточного отношения зубчатого механизма необходимо, чтобы нормаль к зацепляющимся профилям зубьев в точке контакта всегда проходила на линии центров через одну и ту же точку (полюс зацепления).