弧面分度凸轮机构是一种用于两垂直交错轴间的间歇分度步进传动机构，具有传动速度高、分度精度和动力学性能好、承载能力大等优点，其工作廓面是空间不可展曲面，很难用常规的方法进行测绘，也不能用展开成平面廓线的方法进行设计，因此其设计和制造都比较复杂，在一定程度上限制了其发展。 论文首先在空间啮合理论的基础上，根据微分几何、啮合原理及高等机构学理论等相关知识,采用坐标变换法推导出弧面分度凸轮的工作廓面方程、啮合方程和压力角计算公式，重点对弧面分度凸轮的曲面方程、接触线方程、曲面特性、啮合原理、运动关系、几何参数等相关问题进行深入的分析研究；对弧面分度凸轮的轴截面、法截面齿形的计算建立数学模型，并用matlab进行编程计算，得出了弧面分度凸轮工作廓面与轴截面和法截面的交线均为曲线的结论。从而验证上述理论研究结果的正确性，为该凸轮的机械CAD设计和加工制造提供重要的理论依据； 在弧面凸轮的设计和制造方面，国内也都是采用范成法，另外对两重包络法、刀位补偿法和自由曲面法也做了理论研究。在广泛收集国内、外相关资料的基础上，并与北京第一机床厂合作，给出了加工弧面分度凸轮的数控机床的各项参数，并以此参数为标准向德国EMAG公司定做专用铣磨床。论文在VC++6.0的环境下开发了弧面分度凸轮设计的应用程序，该程序用于加工刀具位移的计算，并动态的输出刀具加工时走刀轨迹的投影以及转换刀位时角度的变化。通过输入运动规律曲线的参数数值，选定运动规律，生成从动转盘上各个滚子在不同的分度期与停歇期时与凸轮的啮合关系，应用凸轮和转盘的基本几何参数，最终得到实际加工时刀具的走刀路线，并形成走刀角度的数据文件。