材料和热处理对齿轮的承载能力和尺寸﹑重量有很大的影响。20世纪50年代前多用碳钢﹐60年代改用合金钢﹐而70年代多用表面硬化钢。齿面按硬度可区分为软齿面和硬齿面两种。
          (1)软齿面﹕齿面硬度HB≦350﹐在调质或正火热处理之后进行精切齿。这种齿轮承载能力较低﹐但製造比较容易﹐跑合性好﹐用於传动尺寸和重量无严格限制以及小量生產的一般机械中。因为配对的齿轮中小轮负担较重﹐为使大小齿轮工作寿命大致相等﹐小轮齿面硬度比大轮的高HB20～50。
          (2)硬齿面﹕齿面硬度HB〉350。这种齿轮承载能力高﹐在齿轮精切之后进行淬火﹑表面淬火或渗碳淬火﹐一般齿面硬度HRC45～65。但在热处理中﹐齿轮不可避免地產生变形﹐因此在热处理之后须进行磨削﹑研磨或精切﹐以消除因变形產生的误差﹐提高齿轮的精度。如果硬齿面齿轮精度不够﹐其承载能力往往不如软齿面的。经渗氮处理的齿面硬度HV≧600﹐抗胶合能力较高。由於渗氮时温度较低﹐齿轮的变形很小﹐可不再进行机械加工﹐但渗氮层较薄﹐适於製造小尺寸的齿轮﹐但不能承受衝击载荷或磨料磨损。
製造齿轮常用的钢有调质钢﹑淬火钢﹑渗碳淬火钢和渗氮钢。铸钢的强度比锻钢稍低﹐用於尺寸较大的齿轮。灰铸铁机械性能较差﹐可用於轻载的开式齿轮传动中。球墨铸铁可部分地代替钢製造齿轮。塑料齿轮用於轻载和要求噪声低的地方﹐与其配对的齿轮一般用导热性好的钢齿轮。

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