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使用實(shí)踐和專門研究表明，根據(jù)輪齒接觸強(qiáng)度面定的許用裁荷主要取決于材料的硬度。當(dāng)齒輪用鋼制造并經(jīng)熱處理時(shí)，可獲得最高的硬度，因而可使傳動(dòng)的外廓尺寸和重量達(dá)到最小。
合金鋼或者碳鋼是制造減速電機(jī)類動(dòng)力傳動(dòng)齒輪用的主要材料。根據(jù)工作齒面在熱處理后的硬度，齒輪可約定地分為兩類：硬度低于HB350即經(jīng)過正火或調(diào)質(zhì)的齒輪和硬度高于HB350(HRC45)即經(jīng)過淬火、滲碳、加氮滲碳、氮化的齒輪。
當(dāng)材料硬度低于HB350時(shí)，輪齒的精切羅在輪坯的最終熱處理后進(jìn)行。經(jīng)過正火和調(diào)質(zhì)的齒面磨合得很好，因此切齒時(shí)和裝配傳動(dòng)時(shí)所允許的誤差將部分地得到消除。調(diào)質(zhì)和正火齒輪的主要缺點(diǎn)是其硬度較低，因此具有這類齒輪的傳動(dòng)的尺寸較大。所以，上述的輪齒硬化方法用于重量和外廓尺寸不受嚴(yán)格限制的傳動(dòng)。
工作齒面硬度高于HB350的齒輪用于中載和重裁傳動(dòng)(這時(shí)從M2≥4000N·m)，以便減小其外廓尺寸。
淬火齒輪具有中等的承載能力。輪齒在淬火后通常要經(jīng)過磨削，以消除由于淬火時(shí)其形狀和尺寸發(fā)生變化(變形)而引起的誤差。但是，磨削的生產(chǎn)率低，并且要磨去一層接觸強(qiáng)度最高的材料，因此最好避免磨削。在齒輪圓周速度不大(小于12.5m／s)的傳動(dòng)中，這是做得到的。淬火時(shí)，要用含碳量為0.35~0.5%的中碳鋼和中碳合金鋼(鋼45、40Cr、35CrMo等)。齒面硬度為HRC45~55。
低碳鋼(鋼15和20)和低碳合金鋼(20Cr、20CrNi2Mo等)制齒輪要經(jīng)過滲碳(表層以碳飽和，隨后淬火)處理。這種輪齒硬化方法是時(shí)間長(zhǎng)而成本高的過程。但是，滲碳能保證表層有很高的硬度(HRC56~63)并保持合金鋼的芯部有較高的強(qiáng)度，以防過載時(shí)脆性表層壓碎。換句話說經(jīng)過滲碳后，同時(shí)有極高的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度。滲碳用于重量和外廓尺寸具有決定性意義的零件(運(yùn)輸、航空方面等)。
經(jīng)過氣體加氮滲碳的齒輪的特點(diǎn)是承載能力高而穩(wěn)定。但是，需要有專用昂貴的設(shè)備，因而這種輪齒硬化方法的應(yīng)用受到了限制，一般齒輪減速機(jī)采用的是滲碳淬火進(jìn)行齒輪硬度強(qiáng)化。
氮化(表層以氮飽和)能保證硬度不低于滲碳后的硬度。氮化后變形程度很小。氮化時(shí)，要用38Cr2MoAIA叢類鋁鋼制齒輪。由于這個(gè)過程的時(shí)間長(zhǎng)而成本高，應(yīng)用受到限制，例如，用于難以磨齒的場(chǎng)合(諧波傳動(dòng)和行星齒輪傳動(dòng)的內(nèi)齒輪和其他很重要的傳動(dòng))。
輪齒除了用熱處理和化學(xué)熱處理方法硬化外，還可采用機(jī)械硬化法和電拋光法。
滾壓齒溝和齒根過渡部分、精壓或噴丸處理、去除一層簿的表面缺陷層和冷作硬化，都能使輪齒的抗彎強(qiáng)度大大提高(高達(dá)40%)。
電拋光能去除一層薄的缺陷層(例如在淬火后)，降低表面粗糙度，形成不大的中凸度，從而避免很不利的邊緣接觸。
在正確設(shè)計(jì)的齒輪副中，小齒輪與大齒輪的工作齒面硬度比值不得任意選擇。如果大齒輪的工作齒面硬度低于HB350，則為了使小齒輪和大齒輪的輪齒壽命一致，加快其磨合和提高抗膠合性，要規(guī)定小齒輪的齒面硬度高于大齒輪的齒面硬度。對(duì)于直齒輪，小齒輪和大齒輪的平均硬度之差不得小于HB20~30，對(duì)于斜齒輪，這個(gè)差應(yīng)更大。小齒輪工作齒面的硬度越高，則根據(jù)接觸疲勞強(qiáng)度準(zhǔn)則而定的傳動(dòng)承裁能力越大。如果小齒輪和大齒輪工作齒面的硬度都高于HB350（不低于HRC45），就無需保證小齒輪和大齒輪輪齒的硬度差。
根據(jù)熱處理或化學(xué)熱處理方法和齒輪外廓尺寸選擇鋼號(hào)的推薦數(shù)據(jù)。可知對(duì)于同一種鋼號(hào)，根據(jù)不同的熱處理可獲得不同的機(jī)械性能。因此對(duì)于傳動(dòng)的小齒輪和大齒電可采用同一種牌號(hào)的鋼。
由不同牌號(hào)的鋼的淬透性是不同的（例如碳素結(jié)構(gòu)鋼在截面很大時(shí)一般不能淬到很高的硬度)，因此在確定齒輪的鋼號(hào)時(shí)，不僅要知道其硬度，還要知道其尺寸。由此可見，減速電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算的最后一步是最終選擇鋼齒輪的材料。同時(shí)必須記住，對(duì)輪齒進(jìn)行表面熱處理時(shí)，例如進(jìn)行滲碳時(shí)，輪齒芯部的機(jī)械性能取決于以前進(jìn)行的熱處理，即調(diào)質(zhì)。表面經(jīng)過高頻淬火而模數(shù)小于5mm的輪齒是例外。因此，當(dāng)m≥5mm時(shí)，可用這種熱處理。
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