Zahnstangengetriebe können nach Zahnprofil, Zahnradform, Zahnlinienform, Oberfläche, auf der sich die Zähne befinden, und Herstellungsverfahren klassifiziert werden.
Das Zahnprofil eines Zahnstangengetriebes umfasst die Zahnprofilkurve, den Eingriffswinkel, die Zahnhöhe und die Modifikation. Evolventenräder sind relativ einfach herzustellen und stellen daher die überwiegende Mehrheit der in modernen Anwendungen verwendeten Zahnräder dar, während Zykloidenräder und Kreisbogenräder weniger verbreitet sind.
Bezüglich des Eingriffswinkels haben Zahnräder mit kleinen Eingriffswinkeln eine geringere Tragfähigkeit; Getriebe mit großem Eingriffswinkel haben zwar eine höhere Tragfähigkeit, erhöhen aber bei gleichem übertragenen Drehmoment die Belastung der Lager und werden daher nur in Sonderfällen eingesetzt. Die Zahnhöhen von Verzahnungen sind standardisiert und es werden im Allgemeinen Standardzahnhöhen verwendet. Modifizierte Zahnräder haben viele Vorteile und werden häufig in verschiedenen Arten mechanischer Geräte eingesetzt.
Darüber hinaus können Zahnstangengetriebe auch nach ihrer Form klassifiziert werden (zylindrische Zahnräder, Kegelräder, unrunde Zahnräder, Zahnstangen, Schneckenräder usw.); entsprechend der Zahnlinienform (Stirnräder, Schrägverzahnungen, Fischgrätenräder, Kurvenräder); je nach Oberfläche, auf der sich die Zähne befinden (Außenverzahnung, Innenverzahnung); und je nach Herstellungsverfahren (gegossene Zahnräder, geschnittene Zahnräder, gewalzte Zahnräder, gesinterte Zahnräder usw.).
Die Herstellungsmaterialien und der Wärmebehandlungsprozess von Zahnstangengetrieben haben einen erheblichen Einfluss auf deren Tragfähigkeit, Größe und Gewicht. Vor den 1950er Jahren bestanden Zahnräder überwiegend aus Kohlenstoffstahl; in den 1960er Jahren wurde legierter Stahl verwendet; und in den 1970er Jahren wurde überwiegend oberflächengehärteter Stahl verwendet. Anhand der Härte lässt sich die Zahnoberfläche in weiche und harte Zahnoberflächen einteilen.
Zahnräder mit weichen Zahnoberflächen haben eine geringere Tragfähigkeit, sind aber einfacher herzustellen und haben ein besseres Einlaufverhalten. Sie werden häufig in allgemeinen Maschinen eingesetzt, bei denen Getriebegröße und -gewicht keinen strengen Beschränkungen unterliegen, sowie in der Kleinserienfertigung. Da das Ritzel bei einem Zahnradpaar eine höhere Belastung trägt, ist die Härte der Zahnoberfläche des Ritzels im Allgemeinen höher als die des Ritzels, um sicherzustellen, dass die Lebensdauer der großen und kleinen Zahnräder ungefähr gleich ist.
Zahnräder mit gehärteten Zahnoberflächen haben eine hohe Belastbarkeit. Sie werden durch Präzisionsschneiden und anschließendes Abschrecken, Oberflächenhärten oder Aufkohlen und Abschrecken zur Erhöhung der Härte hergestellt. Bei der Wärmebehandlung ist jedoch eine Verformung unvermeidlich. Daher ist nach der Wärmebehandlung Schleifen, Läppen oder Präzisionsschneiden erforderlich, um durch Verformung verursachte Fehler zu beseitigen und die Genauigkeit des Zahnrads zu verbessern.
