Για να ανταποκριθούν στις αυξανόμενες απαιτήσεις για εφαρμογές υψηλής απόδοσης- στην πυκνότητα ισχύος, αναπτύσσονται συνεχώς νέα κράματα υλικών και διαδικασίες θερμικής επεξεργασίας για γρανάζια (Αναφ.. 1–3). Η διερεύνηση και η αξιολόγηση διαφορετικών υλικών και θερμικών επεξεργασιών για γρανάζια πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας καμπύλες S{4}}N (Αναφ.. 2,4,5). Ωστόσο, κατά τη δημιουργία καμπυλών S-N για την αντοχή κάμψης των δοντιών, η επίδραση των αποκλίσεων γύρω από το περίγραμμα της ρίζας του δοντιού συχνά δεν λαμβάνεται υπόψη ή καταγράφεται με ανεπαρκή ακρίβεια, έτσι ώστε να θεωρείται το ίδιο περίγραμμα της ρίζας του δοντιού για όλες τις παραλλαγές (Αναφορές. 2,4,5). Λόγω της έλλειψης ενιαίου προτύπου αξιολόγησης για την περιοχή της ρίζας του δοντιού, η ποιότητα των δοκιμαστικών εργαλείων συνήθως αξιολογείται μόνο για την περιοχή των πλευρών του δοντιού χρησιμοποιώντας το ISO 1328 1:2013 (Αναφ.. 6–10). Ως εκ τούτου, δεν λαμβάνονται υπόψη οι επιπτώσεις-αύξησης του στρες, όπως αλλαγές στην ακτίνα της ρίζας του δοντιού λόγω παραμορφώσεων από τη θερμική επεξεργασία (Αναφ.. 2,4). Ειδικότερα, όταν δοκιμάζετε γρανάζια με μη αλεσμένη περιοχή ρίζας δοντιού, οι αποκλίσεις από τη θερμική επεξεργασία και οι κατασκευαστικές αποκλίσεις από την τοποθέτηση του γραναζιού γύρω από τη ρίζα του δοντιού έχουν άμεση επίδραση στα αποτελέσματα της δοκιμής. Αυτές οι αποκλίσεις οδηγούν σε αλλαγή στις τάσεις της ρίζας του δοντιού και επηρεάζουν την αντοχή στην κάμψη των δοντιών (Αναφ.. 8,11–16). Στην ακόλουθη μελέτη, διερευνάται η επίδραση των γεωμετρικών αποκλίσεων που σχετίζονται με την κατασκευή- γύρω από τη ρίζα του δοντιού στην αντοχή σε κάμψη του δοντιού. Σύγχρονης τεχνολογίας Η επαρκής ικανότητα μεταφοράς φορτίου του πλευρικού δοντιού και της ρίζας του δοντιού είναι βασική απαίτηση για τη σχεδίαση του γραναζιού, καθώς η ζημιά του κιβωτίου ταχυτήτων μπορεί να οδηγήσει σε πλήρη αστοχία του κιβωτίου ταχυτήτων στη χειρότερη περίπτωση (Κωδ.. 17). Για το λόγο αυτό, η εκτενής γνώση της αντοχής του υλικού, του συνδυασμού θερμικής επεξεργασίας και των τάσεων που εμφανίζονται στην εφαρμογή είναι υψίστης σημασίας, ειδικά στη διαδικασία σχεδιασμού γραναζιών υψηλής απόδοσης-. Παράγοντες που επηρεάζουν την αντοχή στην κάμψη των δοντιών Η αντοχή των γραναζιών στην κάμψη των δοντιών προκύπτει συγκρίνοντας την τάση και την ικανότητα φορτίου γύρω από τη ρίζα του δοντιού (Αναφ.. 14,17). Τόσο η τάση όσο και η ικανότητα φόρτισης επηρεάζονται από διάφορες παραμέτρους, οι οποίες, ανάλογα με τα χαρακτηριστικά τους, μπορούν να έχουν θετική ή αρνητική επίδραση στην αντοχή σε κάμψη των δοντιών (Αναφ.. 15). Παράγοντες που επηρεάζουν την καταπόνηση της ρίζας των δοντιών Εκτός από την εφαρμογή και το σχετικό φορτίο, η τάση σε ένα γρανάζι καθορίζεται από το σχεδιασμό της μακρο και μικρογεωμετρίας καθώς και από τη διαδικασία κατασκευής (Αναφ.. 14). Η κανονική γωνία πίεσης, ως μακρογεωμετρική παράμετρος του γραναζιού, επηρεάζει τόσο το μήκος του βραχίονα της ροπής κάμψης όσο και το μήκος της χορδής της ρίζας του δοντιού (Αναφ.. 14). Η αύξηση της κανονικής γωνίας πίεσης οδηγεί σε μείωση του βραχίονα της ροπής κάμψης καθώς και σε αύξηση της χορδής της ρίζας του δοντιού (Αναφ. 14). Με βάση τη θεωρία της δέσμης κάμψης, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό της τάσης της ρίζας του δοντιού με απλοποιημένο τρόπο, μια μείωση του βραχίονα της ροπής κάμψης οδηγεί σε μείωση της ροπής κάμψης και επομένως σε χαμηλότερη τάση της ρίζας του δοντιού (Αναφ. 17). Η αύξηση της χορδής της ρίζας του δοντιού μειώνει επίσης την τάση της ρίζας του δοντιού επειδή αυξάνει την περιοχή ροπής αδράνειας του κρίσιμου τμήματος της ρίζας του δοντιού (Αναφ.. 18). Η περιοχή του κρίσιμου τμήματος της ρίζας του δοντιού μπορεί να αυξηθεί περαιτέρω αυξάνοντας άλλες μακρογεωμετρικές παραμέτρους του γραναζιού, όπως το πλάτος του δοντιού και το κανονικό μέτρο, για να μειωθεί η τάση της ρίζας του δοντιού (Αναφ.. 14,18). Τόσο η αύξηση της κανονικής μονάδας, με κατά τα άλλα σταθερές παραμέτρους του γραναζιού, όσο και η αύξηση του πλάτους του γραναζιού οδήγησαν σε μεγαλύτερη περιοχή του κρίσιμου τμήματος της ρίζας του δοντιού και επομένως σε μείωση της τάσης της ρίζας του δοντιού (Κωδ.. 14,18). Ένας άλλος γεωμετρικός παράγοντας που επηρεάζει την τάση της ρίζας του δοντιού είναι το περίγραμμα της ρίζας του δοντιού (Αναφ.. 14). Όσο μικρότερη είναι η υπάρχουσα ακτίνα της ρίζας του δοντιού στο κρίσιμο τμήμα, τόσο μεγαλύτερη είναι η τάση-αυξάνοντας το φαινόμενο της εγκοπής και συνεπώς την τάση στη ρίζα του δοντιού (Αναφ.. 14,15). Λαμβάνοντας υπόψη αυτή τη σχέση, διάφορες μελέτες έχουν δείξει ότι βελτιστοποιώντας τη γεωμετρία της ρίζας του δοντιού και αφήνοντας τη γεωμετρία του δοντιού αμετάβλητη, μπορεί να επιτευχθεί αύξηση της αντοχής στην κάμψη των δοντιών κατά 10–30 τοις εκατό (Αναφ.. 11,12,15,16,19). Το δυναμικό βελτιστοποίησης εξαρτάται από την αρχική κατάσταση της γεωμετρίας της ρίζας του δοντιού και τη μέθοδο βελτιστοποίησης που χρησιμοποιείται (Αναφ.. 11,12,15,16,19). Αντίθετα, οι αποκλίσεις από την καθορισμένη γεωμετρία της ρίζας του δοντιού λόγω διακυμάνσεων της διαδικασίας ή κατασκευαστικών σφαλμάτων μπορεί να οδηγήσουν σε μείωση της αντοχής στην κάμψη του δοντιού (Αναφ.. 13,20).