复杂机械系统的数字化和智能化设计制造是振兴装备制造业的技术基础。重大装备关键部件的制造系统,如螺旋锥齿轮、飞机的发动机叶片、潜艇的螺旋桨等的制造,依赖于复杂制造系统研究水平的提高。为了研究螺旋锥齿轮为代表的复杂曲面的加工技术,本文以中等模数格里森制准双曲面齿轮加工研究为入口,进行螺旋锥齿轮制造的加工、仿真和运动学方面的研究。准双曲面齿轮是螺旋锥齿轮较复杂的形式,将从设计、加工方法、仿真系统、成形原理等几个点切入,研究格里森制螺旋锥齿轮加工理论与技术。运用齐次坐标方法进行了螺旋锥齿轮复杂曲面成形的空间运动学转换研究。提出了用麦克劳林公式简化传统的准双曲面齿轮曲面成形计算方法,提高了运算的实时性。该方法求解机床各运动轴表达式系数的比直接求导法简单、高效。提出准双曲面齿轮制造参数预修正优化模式,借助于计算机多环境设计思想,构建了准双曲面齿轮设计参数辅助计算及虚拟制造系统,通过仿真加工过程和虚拟齿轮产品的可视化分析,进行刀具轨迹研究和实际加工过程参数调整的预修正优化。提出网络化螺旋锥齿轮虚拟制造模式,建立了基于B/S模式的螺旋锥齿轮远程设计、仿真加工系统,实现了网络平台上的螺旋锥齿轮制造资源的共享服务和远程利用。本文进行的格里森制螺旋锥齿轮的加工理论和仿真方法研究,将为后续的多层次加工仿真系统、螺旋锥齿轮加工误差测量、评定及改善、齿面接触区分析以及成形原理创新,甚至为进行奥利康、克林根贝格制齿轮研究,完成等高齿齿轮制度、连续分度加工方法、延伸外摆线齿成形原理的研究起到探索性作用。