随着5G技术与物联网的应用推广,小模数齿轮传动在智能通讯、智能汽车、智能家居、智慧医疗、AI机器人等领域迅速发展。其中,渐开线包络环面蜗杆（TI蜗杆）传动因其啮合齿数多、润滑性能好等特性及蜗轮为渐开线斜齿轮的特点,而具有承载能力高、传动效率高、使用寿命长、工艺性好及制造成本低等优点,在小模数领域具有广泛应用前景。论文以小模数TI蜗杆传动副为研究对象,采用理论分析、数值计算、优化设计以及实验验证等相结合的方法,研究并解决了传动副优化设计、加工制造和齿面检测等关键技术问题,为推动TI蜗杆在小模数领域的产业化推广提供了理论依据和实验指导。本文主要研究内容如下:（1）基于微分几何与啮合原理,建立了TI蜗杆传动副的啮合几何学,获得了其啮合方程、TI蜗杆齿面方程,形成了接触线分布、啮合界限曲线、根切界限曲线、润滑角、诱导法曲率等宏微观啮合性能的数学模型,分析了设计参数对宏观及微观啮合性能的影响规律。（2）分析了TI蜗杆传动副几何参数设计及基本尺寸的计算方法,建立了通用的传动副设计方法;构建了以传动效率和承载能力为优化目标的多目标优化数学模型,采用MIGA多岛遗传算法实现了传动副几何参数优化设计;利用Python语言及Pyqt5框架开发了小模数TI蜗杆传动副设计分析软件,实现了传动副基本参数设计及计算、几何设计参数优化、啮合性能分析及齿面数据点的自动计算。（3）分析了小模数TI蜗杆齿面精密铣削工艺,开展了数控加工仿真及样件加工;分析了TI蜗杆脱模的齿面螺旋干涉,采用四滑块脱模装置实现了样件注塑成型,利用超景深显微镜进行了分型面间隙测量;基于内旋风铣削运动和TI蜗杆传动副的包络展成原理,分析了TI蜗杆齿面在内旋风铣削加工中的工件与铣刀的联动关系,建立了内旋风铣削加工的数学模型,获得了刀具齿形方程、啮合方程及蜗杆齿面等方程,构建了加工误差计算方法,并分析了刀盘安装倾角和安装偏距对加工误差的影响规律。（4）基于TI蜗杆齿面特性,构建了TI蜗杆齿面的拓扑网格误差计算方法,提出了基于工业CT的快速检测方法及齿形匹配原理,建立了误差数据点计算处理流程,检测了TI蜗杆样件的齿面精度;研究了TI蜗杆齿面的三坐标检测方法,实现了样件的齿面检测,开展了齿面误差对比分析,验证了CT快速检测方法的可行性;进行了传动副接触斑点实验,验证了齿面偏差分析及传动副啮合分析的正确性。