熱軋齒輪工作原理與冷軋相同，但熱軋是在工件加熱到1000℃以上的熱塑狀態下進行的。熱軋齒輪包括預熱、軋制等工序，單件生產時間平均不到1分鐘，精度可達8～9級，一般不再精加工就可直接采用。

對齒輪精度要求較高時，可在熱軋時預留 0.2毫米加工余量，然后用剃齒機或蝸桿砂輪磨齒機精切齒形。齒輪熱軋有單齒軋輪徑向進給軋制法，雙齒軋輪軸向進給軋制法，雙齒軋輪徑向進給軋制法及單齒軋輪和一個光軋輪相配合的軋制法(光軋輪用于軋齒頂)等，熱軋的齒輪成品精度尚不夠穩定，對加熱設備要求較高。

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