渐开线变厚齿轮由于显著的几何特点而具有明显的应用优势,在工业中得到广泛推广应用,但由于其制造精度达不到要求、生产成本过高等问题大大限制了其使用范围。本文针对该问题,提出了基于锥形蜗杆砂轮的变厚齿轮高效精密加工方法,将该方法与数控蜗杆砂轮磨齿机结合,在提高变厚齿轮加工精度的同时提高了加工效率,降低了变厚齿轮生产成本。本文具有一定的理论意义和较为重要的工程应用价值,论文的主要研究内容如下:首先,提出了锥形蜗杆砂轮磨削方法并建立了锥形蜗杆砂轮数学模型。针对变厚齿轮的几何特点,分析了变厚齿轮的产形齿条,基于齿面生成原理将产形齿条作为中间平面建立了蜗杆砂轮数学模型,同时证明了锥形蜗杆砂轮的必要性;结合产形齿条参数对砂轮锥角进行了求解,推导了锥形蜗杆砂轮导程及齿形角等主要参数的计算公式,对砂轮与齿轮的啮合关系进行了分析,推导了两者相对运动速度的计算公式。其次,建立了锥形蜗杆砂轮的磨削运动模型及修整模型。推导了磨削过程中初始位置和安装角的计算公式,给出了磨削的电子齿轮箱模型,规划了锥形蜗杆砂轮的冲程运动轨迹,并分析了变厚齿轮的附加运动;同时,针对锥形蜗杆砂轮的几何特点建立了锥形蜗杆砂轮的修整模型,并分析了砂轮与修整滚轮的啮合关系,推导了修整过程中金刚滚轮运动参数的计算公式。然后,通过三维仿真和数字仿真验证了变厚齿轮的锥形蜗杆砂轮磨削方法。在SolidWorks软件中建立锥形蜗杆砂轮模型并编写仿真程序,进行布尔包络运算仿真得到被加工变厚齿轮齿面,通过与标准变厚齿轮对比分析验证了磨削方法加工过程的可行性;在此基础上,根据锥形蜗杆砂轮齿面表达式,结合MATLAB运用数字仿真方法求解了砂轮与齿轮啮合的接触迹,将接触迹投影至齿轮端截面上获得截面廓形,将其与标准廓形对比获得廓形误差图,从而分析验证锥形蜗杆砂轮磨削方法的精确性。最后,基于YW7232数控蜗杆砂轮磨齿机设计了变厚齿轮工艺流程,并对该工艺进行功能模块开发。分析了数控磨齿机的运动机理,设计了变厚齿轮的生产流程;随后对磨削功能进行模块界面开发,通过人机交互将该磨削方法集成到数控蜗杆砂轮磨齿机中,实现方法在机床上的自动化应用。