傳動齒輪是靠齒與齒的嚙合進行工作的，輪齒是齒輪直接參與工作的部分，所以齒輪的失效主要發生在輪齒上。主要的失效形式有輪齒折斷、齒面點蝕、齒面磨損、齒面膠合以及塑性變形等。
1、輪齒折斷
輪齒折斷通常有兩種情況：一種是由于多次重復的彎曲應力和應力集中造成的疲勞折斷；另一種是由于突然產生嚴重過載或沖擊載荷作用引起的過載折斷。
尤其是脆性材料（鑄鐵、淬火鋼等）制成的齒輪更容易發生輪齒折斷。兩種折斷均起始于輪齒受拉應力的一側。增大齒根過渡圓角半徑、改善材料的力學性能、降低表面粗糙度以減小應力集中，以及對齒根處進行強化處理（如噴丸、滾擠壓）等，均可提高輪齒的抗折斷能力。
2、齒面點蝕
輪齒工作時，前面嚙合處在交變接觸應力的多次反復作用下，在靠近節線的齒面上會產生若干小裂紋。隨著裂紋的擴展，將導致小塊金屬剝落，這種現象稱為齒面點蝕。
齒面點蝕的繼續擴展會影響傳動的平穩性，并產生振動和噪聲，導致齒輪不能正常工作。點蝕是潤滑良好的閉式齒輪傳動常見的失效形式。提高齒面硬度和降低表面粗糙度值，均可提高齒面的抗點蝕能力、開式齒輪傳動，由于齒面磨損較快，不出現點蝕。
3、齒面磨損
輪齒嚙合時，由于相對滑動，特別是外界硬質微粒進入嚙合工作面之間時，會導致輪齒表面磨損。齒面逐漸磨損后，齒面將失去正確的齒形，嚴重時導致輪齒過薄而折斷，齒面磨損是開式齒輪傳動的主要失效形式。為了減少磨損，重要的齒輪傳動應采用閉式傳動，并注意潤滑。
4、齒面膠合
在高速重載的齒輪傳動中，齒面間的壓力大、溫升高、潤滑效果差，當瞬時溫度過高時，將使兩齒面局部熔融、金屬相互粘連，當兩齒面做相對運動時，粘住的地方被撕破，從而在齒面上沿著滑動方向形成帶狀或大面積的傷痕，低速重載的傳動不易形成油膜，摩擦發熱雖不大，但也可能因重載而出現冷膠合。
采用黏度較大或抗膠合性能好的潤滑油，降低表面粗糙度以形成良好的潤滑條件；提高齒面硬度等均可增強齒面的抗膠合能力。
5、齒面塑性變形
硬度較低的軟齒面齒輪，在低速重載時，由于齒面壓力過大，在摩擦力作用下，齒面金屬產生塑性流動而失去原來的齒形。提高齒面硬度和采用黏度較高的潤滑油，均有助于防止或減輕齒面塑性變形。