蜗杆传动的研究，可追溯到两千多年前阿基米德(Archimedes)提出的利用螺旋线推动齿轮旋转的方法。后来，意大利的达·芬奇(Da Vinici)提出了环面蜗杆传动的概念。1765年，英国人Hindley提出并制造成功对环面蜗杆传动副，经过美国人的改进，逐步发展到今天的直廓环面蜗杆，主要用于动力传动。1922年，美国人Ernest Wildhaber研究成功一种直平面包络环面蜗杆传动，主要用于精密分度装置，并且只适用于大传动比的场合。上世纪50年代，日本人佐藤申一发明了一种斜平面齿轮包络环面蜗杆传动[13]，主要用于重载传动装置，该种蜗杆传动使平面包络环面蜗杆传动的应用由大传动比扩展到中、小传动比。我国从上世纪六十年代初开始，开展了平面蜗轮的研究工作，并制造出我国台直齿平面一次包络环面蜗杆减速器。70年代初，中国学者与日本学者差不多同时提出了平面二次包络环面蜗干传动。随着研究的深入，目前已提出了多种蜗杆传动型式，但就不需要增加辅助装置而实现无侧隙或齿侧间隙可调的蜗杆传动国内外至今主要三种传动形式：
1）双导程蜗杆传动[15]，又称“复合模数蜗杆传动”。这种蜗杆的成形原理与一般的圆柱蜗杆相同，但蜗杆两侧齿面的模数大小不等，相应的两侧螺旋面的导程也不相等，由于导程差的结果，使蜗杆的齿厚沿其轴线逐渐变化；因为同一侧面的齿距相同，故没有破坏啮合条件。蜗轮由相应的复合模数蜗轮滚刀加工而成。通过调整蜗杆的轴向位置来调整传动的齿侧间隙，补偿轮齿磨损的减薄量。这种传动已被国内外应用于滚齿机等的精密分度机构中。
双导程蜗杆的优点在于啮合侧隙可调整得很小、很。根据实际经验，侧隙可调整至0.01~0.015mm，再小则容易产生咬死现象。由于它保持了正确的啮合关系，所以传动稳定，精度保持性好。这种传动的缺点是：○1变齿厚蜗杆加工困难，加工蜗轮的复合模数滚刀铲磨和精密制造困难，无法使用标准刀具，要根据双导程蜗杆的参数来设计制造刀具，通用性差，成本大。○2蜗轮蜗杆啮合传动同时接触的齿数少，且同时接触的各对齿的齿侧间隙不相等，只能保证一对齿的侧隙符合精度要求。○3承载能力降低，转速高、载荷大时易磨损。○4精度低、寿命短，难以满足高速精密传动或重载精密传动(如高速滚齿机)火重载机密传动（如火炮、电梯曳引机）的要求。 
2）正平面一次包络环面蜗杆传动[12]，该传动又称直齿平面包络环面蜗杆传动，因它是1922年由美国齿轮学者威尔德哈卜（Wildharber）发明，所以又称“威氏蜗杆传动”。这种传动的蜗轮是一个以直线为齿廓的正齿轮，齿面是与蜗轮轴线平行的正平面，蜗杆是一包围着蜗轮的环面蜗杆，其齿面是以上述蜗轮齿平面作为母面，按蜗轮与蜗杆的啮合关系作展成运动形成的包络面，属平面包络环面蜗杆。由于其蜗轮齿两侧面的接触区域成反对称分布，故当将其沿齿面宽中央平面剖分制造时，通过相对转动两半个蜗轮，便可以达到调整或补偿齿侧间隙的目的，适用于作精密分度蜗轮传动。这种传动我国六十年代便开展研究并先后应用于河南豫西机床厂做滚齿机分度蜗轮，首钢炼钢转炉倾翻机构和南京天文台望远镜等。
正平面一次包络环面蜗杆传动的特点是蜗杆与蜗轮同时啮合的齿数多，且齿面可以淬火和磨削；蜗轮齿面为平面，齿廓为直线，易于加工。这种传动的缺点是：○1由正平面包络形成的蜗杆，当传动比小于30时，蜗杆入口端的齿面将产生根切，因而适用于传动比大于30的传动场合。○2由于采用错齿消隙的结构，因此蜗轮齿分别与蜗杆左右齿面同时接触，加之啮合齿面处于滑动摩擦状态，故齿面磨损严重，传动效率低。○3若蜗轮是通过轮毂上的键槽与轴上的键联接的话，为保证其中半个蜗轮相对另半个蜗轮错位传动，务必要将蜗轮的键槽随错位加宽，这给传动的侧隙调整带来不便。因此，该传动一直没有得到广泛应用。
3）侧隙可调式变齿厚平面包络环面蜗杆传动[17]（也称：变齿厚平面蜗轮传动），该传动是重庆大学张光辉教授提出的一种侧隙可调式蜗杆传动形式。由于斜平面一次包络环面蜗杆传动中蜗轮的啮合区随齿平面的倾角改变而变化，当其它参数为已知，当倾角小于一定值 时，其瞬时接触线和相应的啮合区域假如落在轮齿齿面的左半部分的话，而当倾角大于一定值 时，其瞬时的接触线及啮合区便落在轮齿齿面的右半部分。把一个齿轮的两侧的平面倾角分别取为 和 ，两侧的接触区都同位于轮齿的半边。由于两个齿平面的倾角不等，使轮齿成为一倾斜的楔形，即轮齿在同一半径上的各端面齿厚都不相等，当设计的蜗轮副首先接触于齿厚薄的半边的话，这种传动就可以通过蜗轮的轴向调整获得满意的全部齿侧隙或空回量。
侧隙可调式变齿厚平面包络环面蜗杆传动的特点和优点是：○1调整变齿厚蜗轮的轴向位置，可以调节蜗轮与蜗杆的齿侧间隙，减小空回量，减少冲击，提高传动精度和平稳性。○2变齿厚平面蜗轮副传动原理与平面二次包络环面蜗杆传动完全相同，蜗杆齿面可以淬火并用平面砂轮磨削，蜗轮可用精密分度盘单齿分度加工，不需要蜗轮滚刀和滚齿机加工，消除了滚刀和滚齿机误差影响，易于精密制造。○3它作为斜平面一次包络蜗杆传动中的一种，啮合齿对数较多，啮合重合度高，传动副承载能力强。因此，它是一种综合了精密传动和动力传动的新型蜗杆传动。但是，该传动仍具有齿面摩擦大、磨损严重、效率偏低的缺点。此外，为了保证传动的正常工作，其传动啮合副间的齿侧间隙也是必须的，其实现的仅是传动副磨损后的侧隙调整，因此无法实现齿侧间隙的完全消除而又能正常传动。
从20世纪60年代起，随着空间啮合理论的发展，传统的两构件蜗轮蜗杆传动副的格局被打破。各国的学者已开始考虑在两构件之间加入滚珠、滚柱、滚子或其组件，以此将共轭齿面间的滑动摩擦变为滚动摩擦，并提出了多种具有滚珠、滚柱、滚子或其组件的新型蜗杆传动。其中具有代表性的滚子包络环面蜗杆传动的形式有三种：○11981年，德国研制的滚柱包络环面蜗杆传动。○21986年，日本研制的滚珠包络环面蜗杆传动。○31992年，我国重庆大学研制的滚锥包络环面蜗杆传动。上述这些新型滚子包络环面蜗杆传动，都是通过在两构件之间加入具有特定齿型的滚柱、滚珠、滚锥作为蜗轮齿，并以其母面展成包络环面蜗杆廓面，从而实现蜗轮齿与蜗杆廓面间的近似滚动的传动。可以说这些传动，在不同的程度上减小了共轭齿面间的相对滑动，减少了摩擦损耗，提高了传动效率和精度寿命。但是，这些传动不能对齿侧隙进行消除或调整，从而导致无法实现零间隙传动。
虽然目前一些齿轮传动形式已做到了无间隙传动，但对于共轭齿面磨损所引起的齿侧间隙，如何能够自动消除该间隙，实现持久的无间隙传动，多年来科技工作者一直为之努力，取得了一定进展，但现有的自动消除齿侧间隙机构总存在一些不足，如承载能力低、可靠性差、应用范围小等等。到目前为止还没有一种较为理想的自动消除齿侧间隙机构能解决上述问题。
现有自动错齿消除齿侧间隙机构为：拉簧错齿自动消除齿侧间隙机构和滑销滑动错齿自动消除齿侧间隙机构[43]。拉簧错齿自动消除齿侧间隙机构是一种传统的机构，其主要缺点是：承载能力由拉簧的拉力决定，拉簧的拉力所产生的扭矩必须大于驱动系统的转矩。因此，不论是空载还是满载，该对齿轮的啮合面的接触应力总是处于值状态，降低了齿轮的接触疲劳寿命。滑销滑动错齿自动消除齿侧间隙机构是一项实用新型（号：02284069.9），该项技术虽然较上述传统机构有一个突出的优点：齿轮的承载能力与弹簧的弹力无关。但也存在两个主要的缺点：○1承载能力低---滑销与滑槽之间呈线接触，接触应力大，限制了承载能力。承受重载或冲击载荷时，接触表面会出现压溃或塑性变形，导致滑销在滑槽中不能正常运动，失去自动消除齿侧间隙的功能。○2可靠性差--两齿轮上滑槽之间的夹角α的可用范围小。若α的角度过大，滑销在滑槽内不能自锁；若α的角度过小，滑销离心力引起的负作用过大。○3α的角度的大小还随着滑销位置的变化而变化。综上3点因素，α的角度大小通常处于摩擦自锁角的临界状态。当有冲击、振动、摩擦系数变化等因素影响时，滑销不能自锁，机构失效。基于种种缺点，该项技术未得到大量的推广应用。
此外，一些科技工作者还提出了多种采用辅助机构或装置以实现无侧隙传动的方法，诸如“双蜗杆传动”、“双斜齿轮结构”和“直齿轮轮系结构”等，但这些传动装置都具有传动元件多、体积大、结构复杂的缺点，很难适用于要求传动精度高、承载能力大、结构紧凑的伺服驱动系统的传动装置。