针对工程实践中对齿轮传动提出的零侧隙要求,王进戈教授在经过长期的探索和研究后,提出了一种新型的无侧隙蜗轮蜗杆传动方案——双滚子包络环面蜗杆传动。开展该传动的研究对于研制开发一种精度高、承载能力大的无侧隙齿轮传动装置具有重要的工程意义。本文主要从理论研究的角度,围绕啮合理论、蜗杆几何特性、传动性能分析和数字化模型的建立等几个方面对双滚子包络环面蜗杆传动展开研究。主要内容如下:阐述了双滚子包络环面蜗杆传动的结构和传动原理。依据微分几何和空间齿轮啮合原理,用运动学法建立了理想状况下双滚子包络环面蜗杆传动的啮合理论体系。推导了该传动的啮合方程、蜗杆齿面方程等,并导出了诱导法曲率、润滑角、自转角和相对卷吸速度等齿面接触参数的计算公式。应用数值计算技术详细分析了该新型传动中蜗杆的几何特性,包括蜗杆的齿面特征与啮合面,蜗杆的轴截面齿廓、径向截面齿廓、法截面齿廓,蜗杆齿面的一界曲线和根切曲线,蜗杆齿面的螺旋升角等。得到了分别用接触线和螺旋线表示的蜗杆齿面,蜗杆齿厚的计算公式和方法,蜗杆齿面根切曲线和螺旋升角的计算公式。对影响传动性能的几何参数作了深入、系统的探讨和研究。根据该传动的啮合理论,基于Matlab数值计算软件,开发了一套啮合分析的计算程序。进行大量的数值计算后,分析了该传动的主要性能特点和影响该传动啮合性能的主要参数。所得结果有助于合理选择双滚子包络环面蜗杆传动的几何设计参数。在参数分析的基础上,设计了中心距A=160mm,传动比i=36的双滚子包络环面蜗杆传动副。并参照平面包络环面蜗杆传动的设计与计算编制了该新型传动几何参数设计的计算公式。完成了该传动蜗轮副和蜗杆副的三维建模工作。基于Pro/E软件,研究了生成蜗杆齿面特征的两种方法,并分析比较了这两种方法各自的优缺点。最后的装配干涉和装配间隙分析结果表明,建立的数字化模型精确度很高,可以为加工蜗杆时刀具廓形的设计,无侧隙双滚子包络环面蜗杆减速器的虚拟设计等后续工作提供参考依据。