由失效形式來看，齒輪加工廠設計齒輪傳動時，齒面應具有高耐磨性、抗點蝕、抗膠合、抗塑性變形，而齒根應具有較高的抗斷裂性能。因此齒輪材料的基本要求是：齒面要硬，齒心要韌。

普通齒輪材料。

鋼材有較好的韌性和抗沖擊能力，經熱處理或化學熱處理可提高其機械性能和齒面硬度，因此適合制作齒輪。

鍛鋼。

齒輪通常用鍛鋼來制造，但由于尺寸太大或形狀復雜，通常使用碳素鋼(0.15~0.6)%的碳鋼或合金鋼。生產齒輪的鍛鋼分為：

軟齒輪(硬度≤350HBS)：由于強度、速度、精度要求不高，為便于切削，刀具磨損較快，齒輪毛坯應在正火(正火)或調質后切齒。切片后即為成品。它的準確度一般為8級，精切可達7級。該齒輪制作簡單、經濟、高效。是：毛坯-?；?正火)或調質-切齒。

硬齒輪(硬度大于350HBS)：用于高速、重載、精密機床、航空發動機等高精度機械。除具有優良的材料、高的齒面強度、高硬度(如58~65HRC)外，還應進行研磨等精加工?，F在需要精加工的齒輪大多是先切齒，再經過表面硬化處理，精加工，精度可達到5、4級。由于其精度高，價格昂貴，所以熱處理方法有表面淬火、滲碳、氮化、軟氮化、氰化。所以，材料取決于特殊要求和熱處理方法。也就是：切削-表面硬化處理-精加工，加工齒輪為硬齒面，5級或4級精度。

齒輪廠家從組分和性能來看，合金鋼可以提高韌性、抗沖擊、抗磨損、抗粘合性能，還可通過熱處理或化學熱處理改善其機械性能和齒面硬度。所以，對于高速度、大負荷、小尺寸、小質量的航空齒輪，應選用性能優良的合金鋼(如20Cr2ni4A等)。

二、鑄鋼。

鑄鋼有很好的耐磨性和強度，但需進行退火、正火處理，必要時還可調質，常用于大型齒輪。

2鑄鐵

灰鐵性脆，耐沖擊、耐磨損，但耐膠合、耐點蝕。常用于工作穩定，速度低，功率小的場合。

非金屬材料

在高速、輕載、精度低的齒輪傳動中，通常用非金屬材料(如布膠木、尼龍等)來降低噪聲。對于小齒輪，大齒輪仍然是用鋼或鑄鐵制成的。為了獲得足夠的耐磨性和抗腐蝕性能，齒面硬度應為250~350HBS。

常用的齒輪定做材料有：

輪圈材料的選擇原則。

輪齒的材質多種多樣，選擇時要考慮許多因素。下列各項可供參考：

傳動裝置的材質必須符合工作條件。

比如，在飛機上使用的齒輪要滿足低質量、高功率、高可靠性的要求，所以要選用具有高機械性能的合金鋼；

礦井機械中的齒輪傳動一般功率大、工作速度低、周圍環境含塵量高，因此常選用鑄鋼或鑄鐵等材料；

家庭和辦公機器功率不大，但要求傳動平穩，噪音低，無噪音，潤滑量小，可正常工作。所以，工程塑料是常用的齒輪材料。

總而言之，工作環境的要求是選擇齒輪材料時首先要考慮的因素。

2.齒輪尺寸、毛坯成形方法和熱處理制造工藝應予以考慮。

大齒面通常是鑄造的毛坯，齒輪材料可以選擇鑄鋼或鑄鐵。

鍛件通常適用于中、中尺寸要求較高的齒輪，鍛鋼可用于制造。

如果尺寸小、要求不高，可選擇圓鋼為坯料。

齒面硬化的方法：滲碳、氮化、表面淬火。在應用滲碳工藝時，齒輪材料應選擇低碳鋼或低碳合金鋼；氮化鋼和調質鋼可以采用氮化處理；在采用表面淬火時，對材料無特殊要求。

3.不管毛坯的制造方法如何，只有用于制造工作在平穩、輕負荷沖擊下工作的齒輪，且不能承受較大的沖擊負荷；調質碳鋼可用于制造在中等沖擊負荷下工作的齒輪。

4.合金鋼通常用來制造高速度、高負荷和沖擊負荷的齒輪。

5.飛機上的齒輪傳動要求齒輪尺寸盡可能小，并且應使用經過表面硬化的高強度合金鋼。

6.金屬加工軟齒面齒輪的硬度差應保持在30~50HBS以上。如果小齒輪與大齒輪齒面硬度差異較大(如小齒輪齒面淬火磨磨、大齒輪齒面正火或調質)，并且速度較高時，硬小齒輪齒面面對較軟的大齒輪齒面會產生顯著的冷硬化效果，從而提高大齒輪齒面的疲勞極限。結果表明，當兩齒輪配合齒面硬度差較大時，大齒輪接觸疲勞的許用應力可提高20%左右，但應注意硬度高的齒面，粗糙度值相應減小。