一直以来,空间复合传动都只有靠杆机构、凸轮机构及齿轮机构等基本机构组合来实现,不可避免地存在结构复杂、可靠性低等缺陷,而偏心端曲面齿轮复合传动机构的出现弥补了轻量化、高效空间复合传动方面的空白,其作为一种渐开线齿轮传动,具有传动精度高、承载能力大、体积小等优点,在空间复合传动领域应用前景广阔。偏心弧齿端曲面齿轮复合传动机构是在综合分析现有空间齿轮复合传动机构的基础上提出的一种新型的空间变传动比齿轮复合传动机构,它通过轮齿间的交互轴向力实现从动轮的轴向移动,与偏心斜齿端曲面齿轮复合传动机构相比精简了传动结构。目前对偏心弧齿端曲面齿轮复合传动缺乏相关研究,其复合传动原理尚不明确,因此,开展偏心弧齿端曲面齿轮复合传动机构多层次理论研究极具重要性。本文针对偏心弧齿端曲面齿轮复合传动机构,开展了复合传动基本理论、齿面产形方法、复合传动特性分析、计算机辅助设计与分析软件设计以及复合传动性能实验等相关研究。论文的主要工作概括如下:研究了偏心弧齿端曲面齿轮复合传动的基础理论。从机构演化角度分析了偏心弧齿端曲面齿轮复合传动机构的复合传动原理;基于空间曲线相关理论,分析了齿轮副的主、从动轮的节曲线几何关系与坐标变换关系,根据坐标变换关系,推导了偏心弧齿端曲面齿轮的节曲线方程。从基本齿条入手,探讨了偏心弧齿端曲面齿轮副的产形方法,推导了偏心弧齿端曲面齿轮副的齿面方程与啮合方程。分析了齿轮副的点接触理论。研究了偏心弧齿端曲面齿轮复合传动特性。从运动学角度分析了偏心弧齿端曲面齿轮副传动比、转动特性、移动特性等特性受相关参数影响的变化规律。采用微分几何学相关理论,建立了偏心弧齿端曲面齿轮根切与变尖的数学模型,提出了不根切的最小内半径以及不变尖的最大外半径的求解方法,研究了偏心弧齿端曲面齿轮副参数化设计与分析。利用Solid Works API接口,通过Visual Basic与Matlab混合编程设计了偏心弧齿端曲面齿轮副参数化设计与分析软件,分析了其功能原理与实现过程。针对实体零件加工与仿真研究需求,探讨了齿轮副三维模型的齿面光滑处理方法。研究了偏心弧齿端曲面齿轮复合传动的实验分析。通过ADAMS建立了偏心弧齿端曲面齿轮复合传动机构的虚拟样机,分析并验证了其复合传动特性。探究了采用五轴数控加工中心对偏心弧齿端曲面齿轮副进行加工的方法与过程,借助CNC齿轮检测中心评价了齿面加工精度。对偏心弧齿端曲面齿轮复合传动机构进行了对滚检查以及复合传动实验,验证了机构复合传动原理以及设计理论的正确性。