弧齿锥齿轮传动具有传动比固定、传动效率高、传递平稳、工作可靠和噪音小等优点,且能够实现多轴轮系间的运动传递,所以在轮船、汽车、矿山机械、农用机械等方面有广泛应用。弧齿锥齿轮往往应用于大扭矩、重载荷、强冲击等工作场合,如汽车后桥差速器中。零度弧齿锥齿轮的齿面形状与轮齿结构都极为复杂,且中点螺旋角为0度。在齿坯设计和实体建模过程中,无论是刀盘的装夹位置、工件的装夹位置还是齿面的接触区域、齿轮的装配误差都会对齿轮的啮合质量和传动性能有深刻影响。因此,为了更为准确地控制齿轮在加工制造中的质量,提升齿轮在啮合传动中的性能并提高其使用寿命,本文对零度弧齿锥齿轮几何模型的建立、接触区域的调整和安装误差条件下其啮合传动规律进行了逐步研究。本文基于空间啮合原理和面铣产形加工方法,建立机床坐标转换关系,并推导出“产形锥面-工件齿面”共轭啮合方程。然后,提出一种新的边界条件确定方法,进而确定齿面参数范围。最后,在Pro/E环境下建立零度弧齿锥齿轮的三维几何模型。针对Pro/E环境下大小轮啮合面的“外端接触”现象,根据面铣产形加工原理,使用MATLAB、Pro/E先后对加工小轮的机床滚比和径向刀位进行适当修正。结果表明:保持加工小轮的机床滚比不变,适当增加径向刀位能够增加铣刀盘对小轮凹面外侧的切削,最终消除“外端接触”现象。在Pro/E环境下建立零度弧齿锥齿轮副多对齿模型,据此在ABAQUS软件中建立其有限元非线性接触模型。然后,对齿轮副的啮合传动进行非线性求解计算。最后,揭示轮齿传动误差、齿根弯曲应力以及齿面接触应力等传动指标在大小轮轴线夹角误差、小轮节锥顶点误差、大轮节锥顶点误差以及大小轮轴距误差影响下的演变规律。本文课题研究对完善零度弧齿锥齿轮齿坯设计方法、铣齿加工制造理论及齿面接触区域调整理论,提升其在实际工况下的啮合传动性能,促进零度弧齿锥齿轮加工及传动技术的发展具有重要的指导意义。