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当在齿轮传动中的负载通过某个临界值，通常由于齿轮传动的不良结构造成轮齿接触不良，重复高的应力超过许用应力极限，应力集中凹痕，材料缺陷和其他因素常常轮齿发生疲劳断裂。轮齿断裂造成齿轮传动失效和主动与主动轴之间的连接破坏。这种破坏超始于齿根图。因此，对于对称齿廓的渐开线图柱齿轮和不对称齿廓的渐开线直齿轮齿根应力状况是在静态和动态有限元分析齿轮传动的齿根强度的典型的因素。

齿根应力状况和分布的精确估算是件复杂的任务，精确确定齿根应力分布要求采用齿阻应变仪或光弹测量仪，数字光弹系统包含真实时间设想以及数值方法，应用FEM基础模拟，双电位平衡和可利用的Airg函数，有限光谱法或Muskhedishvili理论用于圆弹性环。

随着计算机设计，啮合仿真技术的发展，以及Litvin等Lewicki等和Handschuh以及Bibel建立的轮齿接触分析法齿轮传动的强度特性分析方面发展显著。特别Litvin等开发了一种仿真和啮合分析方法以及直齿轮渐开线小齿轮的平面齿轮传动的接触用5接触齿模型的数值应力分析方法。在Litvin等的论文中研究了接触力和它在接触椭圆上的分布，轮齿的变形，载荷分配以及在承载齿轮传动沿齿宽的最大弯曲应力。使用计算的结果与已知实验完全一致。Lewicki等研究了变动载荷对预测齿裂纹增大的影响，它们使用了有限元2维(2D)分析法和边界元方法。

   根据计算应力强度因子和在单齿接触轮齿受载最大点的模型的裂纹角预测的混合方式比较计算和实验结果的证实了裂纹仿真。Handschunh和Bibel研究了航天和宇航特用的螺旋锥齿轮啮合的数值计算和实验，开发了非线性有限元模型许可它们仿真3维(3D)多齿接触，然后与应变仪实验结果相比较。