行星齒輪傳動裝置的重量，一般情況下正比于齒輪的重量，而齒輪的重量與其材料和熱處理硬度有很大關系。例如在相同功率下，滲碳淬火齒輪的重量將是調質齒輪重量的1/3左右。所以針對行星齒輪減速機的結構特點和齒輪的載荷性質，應該廣泛采用硬齒面齒輪。獲得硬齒面齒輪的熱處理方法很多，如表面淬火，整體淬火、滲碳淬火、滲氮等，應根據行星齒輪減速機的特點考慮選定。
1、表面淬火
常見的表面淬火方法有高頻淬火（對小尺寸齒輪）和火焰淬火（對大尺寸齒輪）兩種。表面淬火的淬硬層包括齒根底部時，其效果最好。表面淬火常用材料為碳的質量分數約0.35%~0.5%的鋼材，齒面硬度可達45~55HRC。
2、滲碳淬火
滲碳淬火齒輪具有相對最大的承載能力，但必須采用精加工工序（磨齒）來消除熱處理變形，以保證精度。
滲碳淬火齒輪常用滲碳前碳的質量分數為0.2%~0.3%的合金鋼，其齒面硬度常在58~62HRC的范圍內。若低于57HRC時，齒面強度顯著下降，高于62HRC時則脆性增加。輪齒心部硬度一般以310~330HBW為宜。滲碳淬火齒輪的硬度，從輪齒表面至深層應逐漸降低，而有效滲碳深度規定為表面至深層應逐漸降低，而有效滲碳深度規定為表面至硬度52.5HRC處的深度。
滲碳淬火在輪齒彎曲疲勞強度方面的作用除使心部硬度有所提高外，還在于有表面的殘余壓應力，它可使輪齒最大拉應力區的應力減小。因此磨齒時不能磨齒根部分，滾齒時要用留磨量滾刀。
3、滲氮
采用滲氮可保證輪齒在變形最小的條件下達到很高的齒面硬度和耐磨性，熱處理后可不再進行最后的精加工，提高了承載能力。這對于不易磨齒的內齒輪來說，具有特殊意義。
4、相嚙合齒輪的硬度組合
當大、小齒輪均為軟齒面時，小齒輪的齒面硬度應高于大齒輪。而當兩輪均為硬齒面且硬度較高時，則取兩輪硬度相同。選擇好的行星齒輪減速機材料，有利于提高齒輪減速機的承載力及使用壽命。
