高速度、高精度、高效率以及柔性化成为数控插齿机的主要发展趋势,但传统插齿机通常采用曲柄滑块机构作为主运动机构,由于不具有急回特性,插削加工行程和空行程相等,加工效率不高,其次该机构在高速运动过程中速度不均匀,加工精度较低。针对加工斜齿轮时仍然采用螺旋导轨实现附加转动,由于螺旋导轨加工工艺复杂、制造成本高、无通用性且更换麻烦等影响,导致加工斜齿轮时效率和加工精度难以满足要求。因此本文对插齿机主运动机构进行优化设计,并提出一种电子螺旋导轨来替代机械式螺旋导轨。提出以双曲柄-曲柄滑块机构作为插齿机主运动机构,以各杆长和安装角作为设计变量,确定了目标函数和约束条件,采用复合形法对其进行优化设计。根据优化设计得到结果,运用Solid Works建立双曲柄-曲柄滑块机构的实体模型,导入ADAMS进行运动学仿真。通过对比优化前后的结果可知优化后的主运动机构在工作行程内速度更平稳,结果表明双曲柄-曲柄滑块机构作为主运动机构时,具有变急回特性并且在工作行程内速度相对较平稳,可改善插齿加工的精度和效率,并可满足不同齿宽的加工要求。详细阐述了电子齿轮箱的原理和特点,然后推导了斜齿轮插削加工的数学模型。建立了基于电子齿轮箱的螺旋导轨结构,通过调整数控系统参数可实现任意螺旋角斜齿轮的插削加工,缩短机械调整时间,提高数控插齿机的柔性。本文采用优化设计方法和虚拟样机技术,在物理样机制造出来之前,对插齿机主运动机构进行设计和运动学仿真,为高性能数控插齿机的设计研发提供参考价值。