端曲面齿轮副是在非圆锥齿轮副的研究基础上提出的一种新型的相交轴间变传动比齿轮副,其结合了面齿轮、非圆齿轮和非圆锥齿轮三者共同的传动特点,可以用来传递相交轴间的变传动比运动和动力,在农业机械、工程机械、纺织机械、汽车等场合,具有潜在的应用前景。而复合运动端曲面齿轮副是在端曲面齿轮的基础上结合复合运动锥齿轮副提出的一种旋转/移动运动副,它结构简单、体积重量小,可以替代一些传统的复合运动机构。因此,对复合运动端曲面齿轮副的研究意义重大。本课题来源于国家自然科学基金项目《变传动比面齿轮啮合传动的设计理论与制造技术研究》(编号:51275537),本文在端曲面齿轮副的研究基础上创新性地提出了复合运动端曲面齿轮副,主要目的是针对复合运动端曲面齿轮副的基本运动原理、复合运动规律、受力状况和实验方法进行研究。本文开展的主要研究工作如下:采用机械原理和齿轮啮合理论,分析了复合运动端曲面齿轮副的基本运动原理,探讨了该齿轮副直齿圆柱齿轮的齿数范围,讨论了该齿轮副的正确啮合条件及防止浮起的条件。采用微分几何学和高等机构学的理论,建立了复合运动端曲面齿轮副运动学分析方法,分析了复合运动端曲面齿轮副的轴向运动规律和传动比,获得了该齿轮副轴向运动规律随齿轮副偏心率、模数、齿数及端曲面齿轮阶数等的变化规律,揭示了复合运动端曲面齿轮副的运动学特性。基于MATLAB和VB,开发了复合运动端曲面齿轮副的设计与计算软件。采用机械设计的基本理论,分析了复合运动端曲面齿轮副的受力状况,获得了齿轮副压力角及啮合力随转速、齿数等的变化规律,揭示了复合运动端曲面齿轮副动力传动的特性。采用齿轮系统动力学的理论,利用集中参数法,针对端曲面齿轮副,在考虑了齿轮侧隙、时变啮合刚度和外部转矩变化的情况下,建立了端曲面齿轮副扭转振动的动力学模型,计算了端曲面齿轮副的动态特性,获得了该齿轮副在不同啮合频率下的动态响应。采用现代设计方法和测试方法,建立了复合运动端曲面齿轮副的ADAMS仿真模型,设计并搭建了复合运动端曲面齿轮副的仿真实验平台、验证实验平台和台架传动实验平台。通过激光位移传感器和扭矩传感器,测量了复合运动端曲面齿轮副的输入/输出轴转速、转矩及输出位移。测试了该齿轮副复合传动的振动规律与传动效率。通过实验测试数据与理论值的对比,验证了本文所提出的复合运动端曲面齿轮副传动原理、设计方法及分析方法的合理性与正确性。探讨了该齿轮副在工程实际中的应用,为复合运动端曲面齿轮副的工程应用奠定了理论基础。