Uusia materiaaliseoksia ja hammaspyörien lämpökäsittelyprosesseja kehitetään jatkuvasti, jotta voidaan vastata kasvaviin{0}}tehotiheyssovelluksiin liittyviin vaatimuksiin (viitteet. 1–3). Vaihteiden eri materiaalien ja lämpökäsittelyjen tutkiminen ja arviointi suoritetaan S-N-käyrien avulla (Refs. 2,4,5). Kuitenkin luotaessa S-N-käyriä hampaan taivutuslujuudelle, hampaan juuren ääriviivan ympärillä olevien poikkeamien vaikutusta ei usein oteta huomioon tai niitä ei kirjata riittävän tarkasti, joten oletetaan identtinen hampaan juuren ääriviiva kaikille muunnelmille (viitteet. 2,4,5). Koska hampaan juurialueelle ei ole yhtenäistä arviointistandardia, testipyörien laatua arvioidaan yleensä vain hampaan kylkialueen osalta ISO 1328 1:2013:lla (viitteet. 6–10). Stressiä lisääviä-vaikutuksia, kuten muutoksia hampaan juuren säteessä, jotka johtuvat lämpökäsittelyn aiheuttamista muodonmuutoksista, ei siksi oteta huomioon (viitteet. 2,4). Erityisesti testattaessa hammaspyöriä, joissa on hiomaton hampaan juuren alue, lämpökäsittelystä aiheutuvat muotopoikkeamat ja valmistuspoikkeamat hammasjuuren ympärillä tapahtuvista hammaspyöristä vaikuttavat suoraan testituloksiin. Nämä poikkeamat johtavat muutokseen esiintyvissä hampaan juuren jännityksissä ja vaikuttavat hampaan taivutuslujuuteen (viitteet. 8,11–16). Seuraavassa tutkimuksessa tutkitaan valmistukseen liittyvien{28}}geometrian poikkeamien vaikutusta hampaan juuren ympärillä hampaan taivutuslujuuteen. Tekniikan taso Hampaan kyljen ja hampaan juuren riittävä kantavuus on vaihteiston suunnittelun perusedellytys, sillä vaihteistovaurio voi pahimmassa tapauksessa johtaa vaihteiston täydelliseen vioittumiseen (viite. 17). Tästä syystä laaja tietämys materiaalin lujuudesta, lämpökäsittelyn yhdistelmästä ja sovelluksessa esiintyvistä jännityksistä on äärimmäisen tärkeää, erityisesti tehokkaiden vaihteiden suunnitteluprosessissa. Hampaan taivutuslujuuteen vaikuttavat tekijät Hampaiden hampaiden taivutuslujuus saadaan vertaamalla hampaan juuren ympärillä olevaa jännitystä ja kuormitusta (Refs. 14,17). Sekä rasitukseen että kuormituskykyyn vaikuttavat erilaiset parametrit, joilla voi ominaisuuksistaan ​​riippuen olla positiivinen tai negatiivinen vaikutus hampaan taivutuslujuuteen (Ref. 15). Hampaan juuren jännitykseen vaikuttavat tekijät Sovelluksen ja siihen liittyvän kuormituksen lisäksi vaihteeseen kohdistuva rasitus määräytyy makro- ja mikrogeometrian suunnittelun sekä valmistusprosessin perusteella (Ref. 14). Normaali painekulma makrogeometrisenä hammaspyöräparametrina vaikuttaa sekä taivutusmomenttivarren pituuteen että hampaan juuren jänteen pituuteen (Ref. 14). Normaalin painekulman kasvu johtaa taivutusmomentin varren pienenemiseen sekä hampaan juuren jänteen kasvuun (Ref. 14). Taivutuspalkkiteorian perusteella, jota voidaan käyttää hampaan juuren jännityksen laskemiseen yksinkertaistetulla tavalla, taivutusmomenttivarren pienentäminen johtaa taivutusmomentin pienenemiseen ja siten pienempään hampaan juuren jännitykseen (Ref. 17). Hampaan juuren jänteen lisääminen vähentää myös hampaan juuren jännitystä, koska se lisää kriittisen hampaan juuren alueen hitausmomenttia (Ref. 18). Kriittisen hampaan juuriosan pinta-alaa voidaan kasvattaa lisäämällä muita makrogeometrisiä hammaspyöräparametreja, kuten hampaan leveyttä ja normaalimoduulia, hampaan juuren jännityksen vähentämiseksi (Refs. 14,18). Sekä normaalin moduulin lisäys muutoin vakioilla vaihdeparametreilla että hammaspyörän leveyden lisääminen johtivat suuremman alueen kriittiseen hampaan juuren osaan ja siten hampaan juuren jännityksen pienenemiseen (Ref. 14,18). Toinen geometrinen tekijä, joka vaikuttaa hampaan juuren jännitykseen, on hampaan juuren ääriviiva (Ref. 14). Mitä pienempi olemassa olevan hampaan juuren säde on kriittisessä osassa, sitä suurempi on jännitystä{57}}lisävä lovivaikutus ja siten hampaan juureen kohdistuva rasitus (Refs{58}},15). Kun tämä suhde otetaan huomioon, useat tutkimukset ovat osoittaneet, että optimoimalla hampaan juuren geometria ja jättämällä hampaan geometria muutoin ennalleen, voidaan saavuttaa 10–30 prosentin lisäys hampaan taivutuslujuuteen (Refs. 11,12,15,16,19). Optimointipotentiaali riippuu hampaan juuren geometrian alkutilasta ja käytetystä optimointimenetelmästä (Refs. 11,12,15,16,19). Sitä vastoin poikkeamat määritetystä hampaan juuren geometriasta prosessin vaihteluista tai valmistusvirheistä voivat johtaa hampaan taivutuslujuuden heikkenemiseen (viitteet. 13,20).