За да се отговори на нарастващите изисквания за приложения с висока-производителност по отношение на плътността на мощността, непрекъснато се разработват нови сплави на материали и процеси за топлинна обработка за зъбни колела (Спратки. 1–3). Изследването и оценката на различни материали и термични обработки за зъбни колела се извършва с помощта на S-N криви (Спратки. 2,4,5). Въпреки това, когато се генерират S-N криви за якост на огъване на зъба, влиянието на отклоненията около контура на корена на зъба често не се отчита или се записва с недостатъчна точност, така че се приема идентичен контур на корена на зъба за всички варианти (Спратки. 2,4,5). Поради липсата на единен стандарт за оценка за областта на корена на зъба, качеството на тестовите зъбни колела обикновено се оценява само за областта на фланга на зъба, като се използва ISO 1328 1:2013 (Refs. 6–10). Ефекти от-увеличаване на напрежението, като промени в радиуса на корена на зъба поради деформации от термичната обработка, следователно не се вземат предвид (Спратки. 2,4). По-специално, когато се изпитват зъбни колела с нешлайфана зона на корена на зъба, отклоненията на формата от термичната обработка и производствените отклонения от фрезоването на зъбното колело около корена на зъба имат пряк ефект върху резултатите от изпитването. Тези отклонения водят до промяна в възникващите напрежения в корена на зъба и влияят върху якостта на огъване на зъба (Спратки. 8,11–16). В следващото проучване се изследва влиянието на свързаните с производството-геометрични отклонения около корена на зъба върху якостта на огъване на зъба. Състояние на техниката Достатъчната товароносимост на ръба на зъба и корена на зъба е основно изискване за дизайна на зъбното колело, тъй като повредата на зъбното колело може да доведе до пълна повреда на скоростната кутия в най-лошия случай (Справка. 17). Поради тази причина задълбочените познания за здравината на материала, комбинацията от топлинна обработка и възникващите напрежения при приложението са от изключително значение, особено в процеса на проектиране на зъбни колела с висока-производителност. Фактори, влияещи върху якостта на огъване на зъбите Якостта на огъване на зъбите на зъбните колела се получава чрез сравняване на напрежението и капацитета на натоварване около корена на зъба (Спратки. 14,17). Както напрежението, така и капацитетът на натоварване се влияят от различни параметри, които, в зависимост от техните характеристики, могат да имат положителен или отрицателен ефект върху якостта на огъване на зъба (Ref. 15). Фактори, влияещи върху напрежението в корена на зъба В допълнение към приложението и свързаното натоварване, напрежението върху зъбно колело се определя от дизайна на макро и микро геометрията, както и от производствения процес (Справка. 14). Нормалният ъгъл на натиск, като макрогеометричен параметър на предавката, влияе както върху дължината на рамото на огъващия момент, така и върху дължината на хордата на корена на зъба (Справка . 14). Увеличаването на нормалния ъгъл на натиск води до намаляване на рамото на огъващия момент, както и до увеличаване на хордата на корена на зъба (Ref. 14). Въз основа на теорията на огъващата греда, която може да се използва за изчисляване на напрежението в корена на зъба по опростен начин, намаляването на рамото на огъващия момент води до намаляване на момента на огъване и следователно до по-ниско напрежение в корена на зъба (Ref. 17). Увеличаването на хордата на корена на зъба също намалява напрежението на корена на зъба, тъй като увеличава инерционния момент на площта на критичната секция на корена на зъба (Ref. 18). Площта на критичната секция на зъбния корен може да бъде допълнително увеличена чрез увеличаване на други макрогеометрични параметри на зъбното колело, като ширината на зъба и нормалния модул, за да се намали напрежението на зъбния корен (Спратки . 14,18). Както увеличаването на нормалния модул, с иначе постоянни параметри на зъбното колело, така и увеличаването на ширината на зъбното колело доведоха до по-голяма площ на критичната секция на корена на зъба и по този начин до намаляване на напрежението в корена на зъба (Ref. 14,18). Друг геометричен фактор, влияещ върху напрежението на корена на зъба, е контурът на корена на зъба (Ref. 14). Колкото по-малък е съществуващият радиус на корена на зъба в критичния участък, толкова по-голям е ефектът-на увеличаване на напрежението и по този начин напрежението върху корена на зъба (Спратки. 14,15). Като се вземе предвид тази връзка, различни проучвания показват, че чрез оптимизиране на геометрията на корена на зъба и оставяне на геометрията на зъба иначе непроменена, може да се постигне увеличение на якостта на огъване на зъба от 10–30 процента (Спратки. 11,12,15,16,19). Потенциалът за оптимизация зависи от първоначалното състояние на геометрията на зъбния корен и използвания метод за оптимизация (Спратки . 11,12,15,16,19). Обратно, отклонения от определената геометрия на зъбния корен поради вариации на процеса или производствени грешки могат да доведат до намаляване на якостта на огъване на зъба (Спратки . 13,20).