齿轮的制造材料和热处理过程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,齿轮多用碳钢,60年代改用合金钢,而70年代多用表面硬化钢。按硬度 ,齿面可区分为软齿面和硬齿面两种。软齿面的齿轮承载能力较低,但制造比较容易,跑合性好, 多用于传动尺寸和重量无严格限制,以及小量生产的一般机械中。因为配对的齿轮中,小轮负担较重,因此为使大小齿轮工作寿命大致相等,小轮齿面硬度一般要比大轮的高。
制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,常用于尺寸较大的齿轮;灰铸铁的机械性能较差,可用于轻载的开式齿轮传动中;球墨铸铁可部分地代替钢制造齿轮 ;塑料齿轮多用于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。未来齿轮正向重载、高速、和率等方向发展,并力求尺寸小、重量轻、寿命长和经济可靠。
我国中重型载货汽车齿轮用钢牌号较多,主要是为适应引进当时国外汽车技术的要求。50年代我国从原苏联里哈乔夫汽车厂引进当时苏联中型载货汽车(即“解放”牌原车型)生产技术的同时,也引进了原苏联生产汽车齿轮的20CrMnTi钢种。以后,随着我国经济建设的高速发展,为了满足我国交通运输的快速发展需要,从80年代开始,我国有计划地引进工业发达国家的各类机型,各类国外中重型载货汽车也不断引进。同时,我国大汽车厂同国外汽车大公司进行合作,引进国外汽车生产技术,其中包括汽车齿轮的生产技术。
汽车齿轮的热处理技术也从原50-60年代采用井式气体渗碳护发展到当前普遍采用由计算机控制的连续式气体渗碳自动线和箱式多用炉及自动生产线(包括低压(真空)渗碳技术)、齿轮渗碳预氧化处理技术,齿轮淬火控制冷却技术(由于淬火油和淬火冷却技术的使用)、齿轮锻坯等温正火技术等。这些技术的采用不仅使齿轮渗碳淬火畸变得到了有效控制、齿轮加工精度得到提高、使用寿命得到延长,而且还满足了齿轮的现代化热处理的大批量生产需要。