Ein übergeordnetes Ziel der Auslegung von modernen Leistungsgetrieben ist die Realisierung einer möglichst hohen Leistungsdichte. Hierbei ist immer häufiger die Zahnflankenbruchtragfähigkeit eine entscheidende Restriktion. Die Zahnflankenbruchtragfähigkeit wird maßgeblich durch die Werkstoffeigenschaften beeinflusst. Die lokale Härte wird durch den während der Wärmebehandlung eingestellten Härtetiefenverlauf definiert und dient als Grundlage der Festigkeitsberechnung bei sämtlichen Methoden zur Berechnung der Zahnflankenbruchtragfähigkeit. Der Einfluss unterschiedlicher Härtetiefenverläufe auf die Zahnflankenbruchtragfähigkeit ist bisher nicht umfassend bekannt. Einerseits konnten existierende Berechnungsmethoden zur Zahnflankenbruchtragfähigkeit nicht an Großverzahnungen validiert werden. Eine simulative Analyse des Einflusses des Härtetiefenverlaufs auf die Zahnflankenbruchtragfähigkeit ist mit den bestehenden Methoden daher nicht zielführend. Andererseits ist die experimentelle Untersuchung der Zahnflankenbruchtragfähigkeit nicht zuverlässig möglich, da kein Analogieprüfstand zur Ermittlung der Zahnflankenbruchdauerfestigkeit existiert. Häufig treten im Laufversuch andere Schadensarten wie Grübchenschäden oder Zahnfußbrüche auf.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Kenntnis des Einflusses des Werkstoffreinheitsgrads, des Härtetiefenverlaufs und des Eigenspannungstiefenverlaufs auf die Grübchen- und Zahnflankenbruchtragfähigkeit großmoduliger Stirnräder. Zur Erreichung dieser Zielsetzung wurde ein fehlstellenbasierter Ansatz zur Berechnung der Zahnflankenbruchtragfähigkeit entwickelt, welcher auf der Basis der allgemeinen Finite-Elemente-Methoden einen dreidimensionalen Dehnungszustand berücksichtigt. Zur Validierung des Berechnungsansatzes wurden Verzahnungen mit unterschiedlichen Härtetiefenprofilen experimentell hinsichtlich der resultierenden Tragfähigkeit und des kritischen Schadensmechanismus untersucht. Weiterhin wurden sowohl Versuchsreihen aus dem Stand der Technik als auch industrielle Verzahnungsbeispiele betrachtet. Der Berechnungsansatz bildet die Grundlage zur Untersuchung des Einflusses unterschiedlicher Härtetiefenprofile auf die Zahnflankenbruchtragfähigkeit. Abschließend wurde auf der Basis einer separierten Beanspruchungsanalyse ein Konzept eines Analogieversuchs zur von anderen Schadensarten losgelösten Untersuchung der Zahnflankenbruchtragfähigkeit abgeleitet.