该问题长期困扰着齿轮加工的技术人员。王蓓蕾等对矿井提升机减速器二级齿轮开裂问题就行了分析，其中啮合的一对齿轮中的一个齿轮发生齿面开裂，并穿透整个齿轮圈。分析结果表明，齿轮的断裂属疲劳断裂，齿轮表面尤其是齿根位置硬度偏低，不合理的铸造工艺导致了疲劳裂纹快速扩展。张吉浩等使用宏观裂纹分析、化学成分分析、硬度分析、金相组织分析等多种分析方法，对立车锥齿轮使用过程中出现的齿根开裂问题进行了分析。


齿轮毛坯的预先热处理通常有调质处理、普通正火、等温正火、锻造余热等温正火等手段。普通正火处理会造成不同零件或同一零件不同部位的组织、硬度出现较大差别，会降低加工性能和加剧热处理变形，进而影响齿轮精度等级和使用性能。齿轮毛坯终锻温度一般在900℃左右，毛坯仍处在奥氏体阶段，其晶粒会比重新加热显著粗大，而粗大晶粒具有遗传性且转变P+F过程滞后，容易出现贝氏体或断离珠光体，使得加工性变差。


热前的应力状态。热前零件在经过锻造、正火、抛丸及机加工等工序后，或多或少会累积残余应力、锻造缺陷、组织不良等，而应力集中对变形影响非常显著。消除或控制残余应力的产生对后续热处理工序控制变形大有裨益。锻造过程中通过管理镦粗方向等手段控制金属纤维流线，使其沿齿轮毛坯外轮廓对称状均匀分布；正火过程应控制带状组织形成趋势，减少材料各项异性；机加工过程应注意均匀切削和通过刀具寿命管理等尽力避免加工应力的过度累积和不均匀状态。特别是形状复杂的工件，前序产生的残余应力对淬火变形影响很大，可采用去应力回火或均匀化处理措施消除应力。