为解决传统的弧齿锥齿轮设计和加工方法只能实现以点共轭为基础的局部接触、齿面接触区位置调整困难和齿轮副承载能力受限的问题,本文立足于线接触弧齿锥齿轮齿面形成理论,充分利用多轴联动数控加工技术的优势,研究了数控加工条件下的线接触弧齿锥齿轮的一种加工方法和相应的齿面建模方法。在切齿原理研究的基础上,结合有限元接触分析、数控切削仿真的仿真手段和数控加工、齿轮滚检的试验方法进行了验证,实现了线接触弧齿锥齿轮的设计与加工。论文的主要研究内容为:(1)依据弧齿锥齿轮加工中的平面产形轮原理,分析了传统加工方法不能实现线接触的原因,研究了利用圆锥形指状刀具实现线接触弧齿锥齿轮加工的基本原理,分析了该切齿过程所需的运动,提出了完成该切齿运动的机床坐标轴控制方法。基于双转台五轴数控机床,建立了切齿坐标系和刀具运动模型,并进行了加工参数求解。(2)基于建立的切齿坐标系和刀具运动模型,利用齿轮啮合原理构建了线接触齿面点求解的非线性方程组。针对该求解方法的不便,研究了基于共轭曲面数字仿真原理的齿面点求解原理和方法,使齿面点求解问题转化为多维约束条件下的非线性规划问题,建立了相应的数学模型。利用求解得到的齿面离散点,构建了线接触弧齿锥齿轮副三维模型,进行了有限元接触分析。(3)研究了线接触弧齿锥齿轮展成切齿运动的程序控制方法,用宏程序调用的方法实现了对轮坯的旋转运动、刀具切削凹凸面的运动和产形轮的旋转运动的控制,并据此编制了切齿程序。利用仿真加工软件建立了五轴数控机床、毛坯、夹具和刀具的模型,进行了数控切齿仿真,对切齿模型、刀具运动和切齿程序进行了验证。(4)试制了切齿所需的圆锥形指状刀具,基于双转台五轴数控加工中心开展了实际的加工试验研究,对切齿坐标系、刀具运动模型和切齿程序等进行了实际验证。利用锥齿轮滚动检查机开展了实际接触区的检测,试验结果表明了本文所述切齿原理和建立的加工模型的正确性。