人字齿轮传动有两个缺点。因为每个齿轮的两片斜齿轮不可能完全啮合,一对人字齿轮传动中必须有一个齿轮可以作轴向浮动。因为两半片斜齿轮的轴向力很难做到完全抵销,浮动的人字齿轮会产生连续的轴向窜动,以平衡轴向力。当齿轮的几何误差过大时,就可能引起有害的轴向振动。人字齿轮传动的另一个缺点是轴向外载荷会使其中某一斜齿轮过载。例如,当人字齿轮与齿轮联轴器连接时,如果联轴器由于轮齿间摩擦力的作用出现轴向卡死现象时,则由联轴器传递的将全部作用于人字齿轮的某一半片斜齿轮的轮齿上。对于单斜齿轮转动,这种轴向外载荷将与轮齿的轴向力相加或相减,后由推力轴承承受。
迄今为止还未提到齿轮冶金这一名词,由于轮齿强度与钢的硬度成正比,它是确定齿轮箱尺寸的重要的因素之一。大多数齿轮的硬度在I~RC30一ltRC38,或HR055—1~R064范围内。其中ER030一囚船38的硬度范围通常称为。整体淬火。硬度,而H_R055—1~[R064这一硬度范围,叫做。表面淬火。硬度。经表面淬火的轮齿表层较硬,而芯部较软。整体淬火齿轮可以用滚齿、插齿和剃齿等加工方法切制。表面淬火齿轮的工序是先切齿后淬火。经表面淬火后,齿轮就可以直接使用。但精度较高的表面淬火齿轮,在热处理后还应进行磨削加工。直齿,斜齿和人字齿轮都可以用上述任一种加工方法切制。通常,人字齿轮是在进行了整体淬火后切齿的。但人字齿轮也可淬火后再磨削,为了磨削人字齿轮的半片斜齿轮,在两半片斜齿轮之间必须留出足够宽的越程槽,以便砂轮进退。也可把两半片个斜齿轮分开磨削后再组合起来,但这样做将带来很麻烦的对中和联接固定问题。
为了获得箱体尺寸小和可靠度却大的齿轮箱,工业技术采用淬火后并精密磨削的斜齿轮传动。采用单斜齿轮时轴向力把齿轮轴推向推力轴承。轴承的设计已作了许多改进,可以用流体动压斜面推力轴承、可倾瓦推力轴承、或者推力滚动轴承来承受这种轴向载荷。因为经表面硬化处理的齿轮具有大的承载能力,齿轮的尺寸小。斜齿轮的齿宽与节圆直径之比值能够控制在一个适当的范围内,使齿轮的节线速度小,动载荷降低。支承斜齿轮的轴承跨距较小,轴的弹性变形减小。