如果不经过锻造，直接由轧材切削加工成齿轮，其纤维分布情况如图3-5所示。这样的纤维分布(纤维方向与渐开线齿形垂直，夹杂暴露在齿面，常成为疲劳源)无论对磨损(齿面损坏)或齿根折断都是不利的。经自由锻或模锻的齿轮，纤维沿径向分布，有利于提高齿根的强度(图3-6)。因此，齿轮毛坯一般都要经过锻造。但是经过自由锻，胎模锻或一般模锻的齿轮，经切削加工以后，在齿面上仍存在有纤维露头处，容易成为疲劳源，对齿面损坏和齿根初始裂纹的形成都是不利的。为进一步改善纤维分布情况，提高齿轮寿命，最有效的措施是采用精锻和轧制工艺。

轧制的齿轮主要是圆柱齿轮。精锻的齿轮包括锥形齿轮和圆柱齿轮。圆柱齿轮的精锻比锥形齿轮难度大一些。

齿轮的热轧方法与一般的铣、滚、插、剃、磨等切削加工方法相比，不但可以节约原材料，提高劳动生产率，降低成本，而且还可以提高齿轮的机械性能和使用寿命。因此，这是一种比较先进的齿形加工工艺。照片3-25是热轧后的齿轮。

 

热轧齿轮的内部组织有下列特征：

 (1)金属纤维基本上是顺齿形连续分布，而切削加工的齿轮不仅齿根部分纤维被切断，而且沿齿面由于纤维露头，夹杂常常暴露在表面。

 (2)热轧的齿轮，由于齿形部分受局部集中大变形，愈靠近表层组织愈细小，照片3-26是热轧的45钢齿轮沿齿面、齿中部、齿根部和未变形的轮缘部分的组织对比情况。具体的取样位置见图3-7。

热轧的18CrMnTi钢齿轮，齿面部分晶粒达到7~8级，齿的中心部分为6~7级。

热轧后的齿轮由于有合理的纤维分布和良好的表层组织，因而齿根的弯曲强度、齿面的疲劳剥落和抗磨损的性能比切削加工的齿轮有较大的提高。

热轧齿轮的静弯曲强度比切削加工的齿轮高10~30%。

整体淬火的热轧齿轮的冲击弯曲强度比切削加工的齿轮高1.3倍；比高频表面淬火的高4 .2倍。

某厂对54拖拉机上的二档齿圈的表面疲劳强度，进行了台架对比试验和田间使用调查。

表3-4是台架对比试验结果。