本发明涉及一种单级直齿锥齿轮体积优化设计方法,包括如下步骤:根据已知量和设计变量、计算从动直齿锥齿轮齿数、计算主动直齿锥齿轮分度圆直径、计算从动直齿锥齿轮分度圆直径、计算直齿锥齿轮锥距、计算直齿锥齿轮传动的齿宽系数、计算齿宽中点模数、计算主动直齿锥齿轮分锥角、计算从动直齿锥齿轮分锥角、计算主动直齿锥齿轮的当量齿数、计算从动直齿锥齿轮的当量齿数、计算主动直齿锥齿轮体积、计算从动直齿锥齿轮体积、计算单级直齿锥齿轮体积、以单级直齿锥齿轮体积最小作为优化目标函数,优化迭代,完成单级直齿锥齿轮的设计。本发明计算简便,可以实现减小单级直齿锥齿轮体积。