有人说自行车上使用锥齿轮传动效率比不上链条传动

寂静回声

问





答

所谓轴传动，就是锥齿轮传动，就是在两个锥齿轮之间加一个长轴。
直齿锥齿轮传动效率94% ~ 98%，螺旋锥齿轮、准双曲面锥齿轮传动效率96% ~ 99%。
滚子链传动效率92% ~ 96%，套筒链、齿形链85% ~ 90%，适合低速重载工况。
锥齿轮传动属于啮合传动，齿面为滚动 + 轻微滑动摩擦，润滑良好时摩擦损耗极低，主要损耗来自齿面滑动摩擦、轴承摩擦和润滑油搅拌阻力。
螺旋锥齿轮因啮合重合度高、滑动摩擦更小，效率比直齿锥齿轮高 2%~3%。

链条传动属于挠性啮合传动，损耗来源更复杂：
链条铰链的销轴与套筒间存在滑动摩擦，这是主要损耗项；
链条滚子与链轮齿面的滚动摩擦；
链条松边下垂导致的冲击损耗（高速工况下更明显）；
多链轮传动时，每增加一个从动链轮，效率会额外降低 1%~2%。

锥齿轮在中高速、轻载到满载范围内效率稳定，过载或齿面磨损加剧时效率才会明显下降。
但对安装精度要求高，轴线夹角偏差过大会导致局部接触，效率骤降。
链条传动低速重载工况下效率显著降低，因铰链摩擦加剧。
高速工况下因链条振动、跳齿，效率也会下降。
且链条伸长后若不及时张紧，效率会持续降低。

在自行车的特定工况与使用环境下，锥齿轮传动的实际效率会大幅下降，反而不如链条传动稳定的核心原因是自行车的工作条件完全偏离了锥齿轮发挥高效率的理想环境。

自行车的使用环境是露天开放空间，粉尘、泥沙极易进入传动部位，附着在锥齿轮齿面会形成磨粒磨损，大幅增加齿面滑动摩擦损耗；
润滑条件差，普通润滑脂容易被雨水冲刷、灰尘污染，无法形成稳定的油膜，齿面干摩擦或半干摩擦的比例大幅上升；
安装精度难以保证，自行车的车架变形、零件装配间隙，会导致锥齿轮两轴线夹角偏差，引发齿面局部接触，效率骤降的同时还会加剧磨损。



链条与链轮的啮合属于挠性传动，对两轴的平行度偏差容忍度高，车架轻微变形不会显著影响传动效率；
铰链处的润滑可以通过定期加注润滑油简单维持，即使润滑不足，效率下降幅度也比锥齿轮更平缓；
链条的磨损是渐进式的，初期磨损对效率的影响远小于锥齿轮的局部接触磨损。

除了效率问题，锥齿轮在自行车上还存在重量大、成本高、维修难度大的缺陷 —— 同等传动功率下，锥齿轮组件的重量远大于链条链轮，且齿面磨损后需要整体更换，远不如链条 “断链补节、磨损更换” 方便。
不是锥齿轮本身效率不如链条，而是自行车的工况让锥齿轮的效率优势完全无法发挥，反而被链条传动的 “耐造性” 比了下去。

蓝蓝的猪天上飞

我见过 日本的轴传动的自行车