В чём разница между прямозубыми и косозубыми шестернями?

Отличный вопрос! Есть несколько основных различий. Вот моя основная статья, из которой я черпаю информацию.

Во-первых, прямозубые шестерни создают меньший крутящий момент, что позволяет двигателю передавать через них гораздо больший крутящий момент. Вот изображение, иллюстрирующее крутящий момент, создаваемый косозубыми шестернями:

При вращении шестерни отдаляются друг от друга, что приводит к увеличению трения и снижению мощности, которая может быть передана через них. Прямая цитата:

Основное преимущество прямозубых шестерён заключается в том, что они не создают осевой нагрузки. Эта «упорная сила» возникает из-за скользящего контакта между зубьями косозубых шестерён. Эта боковая сила воздействует на первичный вал коробки передач, который в переднеприводных конфигурациях затем передаётся на приводные валы. Это значительно ограничивает крутящий момент, который может быть передан через шестерни, прежде чем выйдут из строя другие компоненты.

Таким образом, прямозубые шестерни позволяют устанавливать в автомобиль силовые агрегаты гораздо большей мощности без риска разрушения выходных валов и других подшипников, что повышает коэффициент безопасности самой трансмиссии.

Во-вторых, прямозубые шестерни более эффективны. В отличие от косозубых шестерён, энергия передаётся напрямую и мгновенно. При каждом обороте между шестернями образуется по сути одна точка контакта для каждого зуба. В то же время в косозубых шестернях точки контакта постоянно меняются, что приводит к увеличению трения.

В-третьих, прямозубые шестерни легче заменить, и они менее тяжёлые. Ещё одна прямая цитата:

Прямозубые шестерни также намного проще в сборке и менее подвержены катастрофическим поломкам из-за своей простой конструкции. Для того чтобы трансмиссия справлялась с дополнительной осевой нагрузкой, в корпусах и валах для тяжёлых условий эксплуатации должны использоваться косозубые шестерни, поэтому прямозубые шестерни значительно облегчают конструкцию, что крайне важно в автоспорте.

Тогда возникает вопрос: зачем вообще нужны косозубые шестерни? По сути, всё сводится к двум вещам:

1. Спиральные зубчатые колёса обеспечивают более плавную передачу мощности, делая поездку более комфортной. Из упомянутой выше статьи:

Переключение передач также происходит довольно резко: после каждого переключения передачи как будто «врезаются» в пазы, что может затруднить плавный разгон или нормальный старт.

2. Они производят меньше шума, что также повышает удобство использования. С сайта designworldonline.com:

Уровень шума косозубых передач примерно на 10–12 дБ (A) ниже, чем у прямозубых. Это означает, что 16 косозубых передач издают столько же шума, сколько одна прямозубая передача