Установлена взаимосвязь показателей качества упрочненного слоя с эксплуатационными свойствами азотированных зубчатых колес, используя статистические методы оценки. Получены соответствующие статистические модели, которые позволяют оценить предел контактной выносливости и износостойкость в зависимости от твердости и толщины азотированного слоя. Для комплексной оценки качества и работоспособности азотированного слоя на зубчатом колесе с учетом твердости азотированной поверхности, твердости сердцевины и относительной толщины слоя предложено использовать критерий качества (работоспособности) слоя, что позволит обоснованно выбирать определенное сочетание показателей качества слоя для получения требуемых эксплуатационных свойств азотированного слоя.