螺旋锥齿轮具有重载、平稳、可靠、噪音小等优点，广泛应用于各行业中，尤其是国防、交通以及精密机床等行业的关键零部件，而且对其加工质量要求也越来越高。齿轮磨削是提高轮齿精度、齿面粗糙度和消除齿轮热变形的重要手段。本文根据螺旋锥齿轮磨削表面轮廓的形成机理，对其磨削齿面微观形貌进行了建模与分析，主要研究内容如下：螺旋锥齿轮数控磨削齿面形貌建模研究。在对螺旋锥齿轮数控磨削机理、砂轮形貌、以及理论齿面分析的基础上，利用Matlab软件建立磨粒随机分布的砂轮模型以及理论齿面模型，进而根据砂轮与齿轮工件在磨削加工中的相对运动关系和磨削参数，以及砂轮磨粒与齿面的干涉，建立螺旋锥齿轮磨削齿面仿真模型，仿真研究磨削齿面形貌的生成规律及影响因素。通过仿真形貌与实验观察形貌的对比分析，以及仿真形貌粗糙度计算验证其模型的准确性。螺旋锥齿轮数控磨削齿面粗糙度建模研究。通过对螺旋锥齿轮磨削齿面粗糙度轮廓形成机理、砂轮形貌、以及砂轮磨粒运动轨迹的分析，以六轴五联动数控磨齿机磨削加工的螺旋锥齿轮为研究对象，根据砂轮与磨削齿轮工件在机床上位置及相对运动关系，建立螺旋锥齿轮的磨削齿面沿砂轮磨削方向和垂直砂轮磨削方向的粗糙度模型。采用Matlab软件编程计算，所得螺旋锥齿轮磨削齿面粗糙度预测值与实测数据最大误差仅有13.4%，表明粗糙度建模准确合理。螺旋锥齿轮磨削齿面粗糙度和齿面形貌实验研究。通过粗糙度轮廓测量仪和数字式三维视频电子显微镜分别对螺旋锥齿轮磨削齿面粗糙度和齿面形貌进行了实验研究，得到不同加工参数下螺旋锥齿轮磨削齿面粗糙度值和齿面形貌图像，并与模型仿真结果作了对比分析，实验研究结果验证了本文所建模型具有很高的准确性和精度。