本实用新型公开了一种齿轮传动副及无链条自行车，本申请中的齿轮传动副包括相啮合成对的第一齿轮和第二齿轮；第一齿轮包括第一齿轮本体，第一齿轮本体的圆周面上均匀设置有若干个第一齿牙，第一齿牙呈向外突出的球面；第二齿轮包括第二齿轮本体，第二齿轮本体的圆周面上均匀设置有若干个第二齿牙；相邻两个所述第二齿牙之间下沉形成与第一齿牙适型配合的凹面齿槽，凹面齿槽的啮合面为凹弧面；本实用新型通过将第一齿牙设为球形，将第二齿牙的凹面齿槽设为凹弧面，齿牙和齿槽排列简单，减少了齿轮设计的难度，同时还减小了因为部分参数精度要求过高加工难度。