齿轮减速机的齿轮热处理有以下几种常用的方法：
1.渗碳淬火
渗碳淬火齿轮具有相对较大的承载能力，但必须采用精加工工序（磨齿）来消除热处理变形，以保证精度。
渗碳淬火齿轮常用渗碳前碳的分数为0.2%-0.3%的合金钢，其齿面硬度常在58-62HRC范围内，若低于57HRC时，硬面强度显著下降，高于62HR则脆性增加。渗碳淬火齿轮的硬度，从齿轮表面至深层逐渐降低，而有效渗碳深度规定为表面至硬度5.25HRC处的深度。
渗碳淬火在齿轮弯曲疲劳强度方面的作用除使心部硬度有所提高外，还在于表面的残余压应力。它可使最大压应力区的应力减小，因此磨齿时不能磨齿根部分。
2.表面淬火
常见的表面淬火方法有高频淬火（对小尺寸齿轮）和火焰淬火（对大尺寸齿轮）两种。表面淬火的淬硬层包括齿根底部时，其效果好。齿面硬度可达45-55HRC。
3.渗氮
采用渗氮可保证齿轮在变形小的条件下，达到很高的齿面硬度和耐磨性，热处理后不再进行好的精加工，提高了承载能力。
