直齿锥齿轮和螺旋锥齿轮的区别

机器可以定义为一组通过扩展能量来执行特定任务的机制。这种机构由机械动力驱动，机械动力来自旋转扭矩。原动机（如电动机、涡轮机等）通常提供机械动力，然后在机械驱动器的帮助下将其传输到机器单元。机械传动有四种，即齿轮传动、皮带传动、链传动和绳传动。齿轮传动通过齿的啮合将驱动轴的运动和动力传递到从动轴。由于没有任何中间柔性元件，它是一种刚性驱动器。可将轻电转大电，无任何滑动（正向传动），基本适用于小距离输电。

有四种基本类型的齿轮——正齿轮、斜齿轮、锥齿轮和蜗轮。平行轴采用直齿轮和斜齿轮；但是，正齿轮具有平行于齿轮轴线的直齿；同时，斜齿轮具有在节距圆柱上切割的螺旋形式的齿。这种螺旋形的齿具有某些优点，例如逐渐吸收齿上的载荷，振动小，噪音小，磨损小等。一对锥齿轮可用于在相交轴（通常垂直）之间传递运动和动力;同时，蜗轮布置适用于不平行和不相交的轴。有不同类型的锥齿轮，如直锥齿轮、斜锥齿轮、面齿轮、螺旋齿轮、准双曲面齿轮、冠状齿轮、零齿轮等。它们各自具有不同的特性，适用于特定类型的应用。

锥齿轮的齿可以有直齿形或螺旋齿形；但是，两者都仅适用于相交轴。顾名思义，在直齿锥齿轮 ，齿像直齿轮一样是直的，但沿齿轮轴线切割并保持倾斜。由于两个啮合齿轮的齿之间突然接触，齿承受冲击载荷。这会导致振动和噪音。端面锥齿轮和斜锥齿轮也有直齿。 螺旋齿斜齿轮 与直齿锥齿轮相比，斜齿轮与直齿轮相比具有相似的优点。这里的牙齿具有螺旋形轮廓，因此在交配过程中逐渐接触。因此，它提供平稳、无振动和安静的操作。但是，它会对轴承施加高推力载荷。双曲面齿轮也有螺旋齿。下面以表格形式给出了直齿锥齿轮和螺旋锥齿轮的各种区别。

表：直齿锥齿轮和螺旋锥齿轮的区别

牙齿方向： 锥齿轮可以有直齿或螺旋齿。当锥齿轮的齿是直的但以这样的方式倾斜以使它们会聚到一个共同的顶点时，则该齿轮称为直锥齿轮。两个这样的齿轮只能安装在相交的轴上。直齿锥齿轮的一种变体，称为斜齿锥齿轮，可用于不平行和不相交的轴。另一方面，当在圆锥齿轮毛坯上以螺旋形式切削齿，使螺旋曲线会聚在一个顶点时，则称为螺旋锥齿轮。相交的轴上应安装一对配对的螺旋锥齿轮；或者准双曲面齿轮（也有螺旋齿）可用于非平行和非相交轴。

联系场景： 齿轮传动是一种刚性啮合传动，它表明两个配对齿轮的齿直接接触以将运动和动力从一个轴传递到另一个轴。无论齿轮类型如何，平行于齿轮轴线的齿都会突然接触。这发生在正齿轮和直锥齿轮的情况下。这里的接触总是一条长度等于齿面宽度的线。另一方面，两个配合的螺旋锥齿轮的齿逐渐接触，就像在斜齿轮中发生的那样。这里的交战从一个点开始，逐渐变成一条线，最后作为一个点脱离。

冲击载荷及其后果： 由于突然接触，直锥齿轮的齿会受到冲击或冲击载荷。它还会导致相当大的噪音和振动。这种振动有时会限制最大运行速度以及动力传输能力。另一方面，螺旋锥齿轮的齿经历逐渐加载，这远没有那么有害。因此，即使在高速运行时，它们的运行也很平稳、安静。

成本比较： 复杂的制造导致螺旋锥齿轮的高价格。对于相同的材料、尺寸和公差，螺旋齿轮的成本是直齿锥齿轮的 1.2 – 1.5 倍。当齿轮尺寸较小时，由于制造困难，成本差异会增加。高精加工要求也可能导致更大的价格差异。

推力： 两个配对齿轮始终对安装轴的轴承施加力。根据牙齿的方向，这个力可以是径向的或轴向的或两者兼而有之。例如，平行于齿轮轴线的直齿（如正齿轮）仅产生径向载荷；而斜齿（如斜齿轮）会产生两种类型的力。直齿锥齿轮和螺旋锥齿轮既产生径向载荷又产生推力载荷；然而，螺旋锥齿轮的推力（轴向）相对较高，因为它由两个来源引起。

本文介绍了平行斜齿轮与交叉斜齿轮的科学比较。作者还建议您阅读以下参考资料以更好地理解该主题。

1. V. B. Bhandari 的机器元件设计（第四版；McGraw Hill Education）。
2. R. L. Norton 的机器设计（第五版；Pearson Education）。
3. R. S. Khurmi 和 J. K. Gupta 的机器设计教科书（S. Chand；2014 年）。