圓弧齒輪軸齒廓為圓弧形的點嚙合齒輪傳動。通常有兩種嚙合形式：小齒輪為凸圓弧齒廓，大齒輪為凹圓弧齒廓，稱單圓弧齒輪軸。圓弧齒輪是指齒廓為圓弧形的點嚙合齒輪。圓弧齒輪軸通常有兩種嚙合形式，小齒輪為凸圓弧齒廓，大齒輪為凹圓弧齒廓，稱單圓弧齒輪軸。
單圓弧齒輪軸：
小齒輪的凸齒工作齒廓在節圓以外，齒廓圓心在節圓上；大齒輪的凹齒工作齒廓在節圓內，齒廓圓心略偏于節圓以外。由于大齒輪的齒廓圓弧半徑ρ2略大于小齒輪的齒廓半徑ρ1，故當兩齒廓轉到K點,其公法線通過節點C時,齒便接觸,旋即分離，但與它相鄰的另一端面的齒廓隨即接觸，即兩輪齒K1、Kí，K2、K娦、K3、K婭……各點依次沿嚙合線接觸。因此，圓弧齒輪任一端面上凹、凸齒廓僅作瞬時嚙合。一對新圓弧齒輪在理論上是瞬時點嚙合，故圓弧齒輪軸又常稱為圓弧點嚙合齒輪傳動。輪齒經過磨合后，實際上齒廓能沿齒高有相當長的一段線接觸。
圓弧齒輪軸的特點是：
①綜合曲率半徑比漸開線齒輪傳動大很多，其接觸強度比漸開線齒輪傳動約高0.5～1.5倍；
②兩輪齒沿嚙合線方向的滾動速度很大，齒面間易于形成油膜，傳動效率較高，一般可達0.99～0.995；
③圓弧齒輪沿齒高方向磨損均勻，且容易跑合；
④圓弧齒輪無根切現象，故小齒數可以少。但圓弧齒輪對中心距、切齒和螺旋角的誤差敏感性很大，這三項誤差對承載能力影響較大，故圓弧齒輪對制造和安裝精度要求較高。此外，單圓弧齒輪輪齒彎曲強度較弱;切削同一模數的大、小齒輪，需用兩把不同的滾刀。
工作時,從一個端面看,先是主動輪齒的凹部推動從動輪齒的凸部,離開后,再以它的凸部推動對方的凹部,故雙圓弧齒輪軸在理論上同時有兩個接觸點，經跑合后，這
種傳動實際上有兩條接觸線，因此可以實現多對齒和多點嚙合。此外，由于其齒根厚度較大，雙圓弧齒輪軸不僅承載能力比單圓弧齒輪軸約高30%以上，而且傳動較平穩，振動和噪聲較小，并且可用同一把滾刀加工相配對的兩個齒輪。因此，高速重載時，雙圓弧齒輪軸有取代單圓弧齒輪軸的趨向。
