锥齿轮是传递相交轴间运动和动力必不可少的零部件,由于直齿锥齿轮在设计和制造上相对于斜齿和曲线齿圆锥齿轮要简单的多,在生产实际中应用非常广泛。近年来,随着发电、建材、船舶和矿山机械等行业的快速发展,特大型直齿锥齿轮的使用越来越多,在国民经济和国防建设中具有不可替代的作用。但是,国内对特大型直齿锥齿轮加工技术和加工设备主要依赖于国外进口,严重阻碍了相关行业的发展。为了打破国外技术壁垒及设备垄断,满足国家经济建设和国防建设的需要,本文从直齿锥齿轮理论齿面的几何特性出发,提出一种特大型直齿锥齿轮齿面的包络刨削加工方法。本文首先根据齿锥齿轮理论齿面的形成原理,分析直齿锥齿轮理论齿面的几何特性,确定理论齿面为凸曲面并以直纹面的表达形式得到直齿锥齿轮理论齿面的数学模型。基于理论齿面的几何特性,提出特大型直齿锥齿轮齿面的包络刨削加工原理,并给出具体的刨削方法;然后给出实现加工原理的机床运动模型,得到刀具切削刃生成包络平面的数学模型,通过调整刨削次数对包络精度进行控制,同时利用MATLAB强大的数值计算功能及VB简单的图形用户界面设计功能开发特大型直齿锥齿轮包络刨削加工方法计算软件;最后,通过具体的计算实例和数值仿真,验证本文提出的特大型直齿锥齿轮包络刨削加工方法的正确性和可行性。本文提出的特大型直齿锥齿轮包络刨削加工技术摆脱了以往加工方法中产形轮的思想,使加工过程更加直观,并且摒弃了利用大端当量齿轮齿形参数计算相关参数的传统方法,避免了产生理论计算误差;加工过程中特大型直齿锥齿轮是连续转动的,显著提高加工效率,同时也对驱动工件转动的电机降低了要求。本文的研究为特大型直齿锥齿轮数控刨削机床的研究奠定理论基础,推动特大型直齿锥齿轮加工技术的进步。