非圆齿轮作为一种新型齿轮,在沿袭了普通圆柱齿轮传动优势的基础上,具有结构紧凑、传动平稳、可实现变传动比传动等优点,被广泛应用于抽油机换向装置、自动机器、水稻插秧机、流量仪、液压马达等机械装置中。但由于非圆齿轮种类较多、形状复杂,且每一个轮齿都不相同,给它的设计和加工带来了一定困难,同时缺乏准确高效的检测方式,没有形成统一的精度标准体系,一定程度上制约了非圆齿轮的应用推广。本课题针对非圆齿轮四轴联动数控插齿加工中的数学模型、运动学建模、误差补偿、自动编程以及加工实验等关键问题开展研究。（1）数控插齿机各运动轴联动模型是非圆齿轮数控插齿加工的理论依据。首先,基于啮合原理和插齿加工原理,通过包络法得到非圆齿轮精确的理论模型,建立非圆齿轮四轴联动数控插齿加工数学模型。其次,根据非圆齿轮的零件图和技术要求,对非圆齿轮插齿加工工艺参数进行设计计算,为后续非圆齿轮四轴联动数控插齿加工研究奠定理论基础。（2）机床运动学建模是后置处理、误差建模与补偿等的理论基础。首先,基于四轴联动数控插齿机的结构,运用齐次坐标变换法建立四轴联动数控插齿机的运动学正逆解模型,得出刀位数据与数控程序之间的转换关系,为非圆齿轮插齿加工自动编程提供理论依据。其次,为了减小几何误差对数控插齿加工精度的影响,对四轴联动数控插齿机几何误差进行分析和建模,并运用雅可比方法实现四轴联动数控插齿机误差解耦补偿。（3）开发了非圆齿轮插齿加工自动编程系统并进行了加工仿真。首先,在非圆齿轮四轴联动数控插齿加工数学模型、加工工艺和运动学模型的基础上,基于MATLAB开发非圆齿轮加工自动编程系统,实现非圆齿轮插齿加工的自动化编程。其次,为了验证数控插齿加工数学模型和加工工艺的正确性,基于VERICUT进行非圆齿轮数控插齿加工仿真,证明了自动编程系统生成的数控程序和四轴联动数控插齿机几何误差补偿策略的正确性。（4）进行了非圆齿轮四轴联动数控插齿加工实验并分析实验结果。首先,在四轴联动数控插齿机上进行非圆齿轮实际加工,验证插齿加工仿真的正确性。其次,对加工完成的非圆齿轮进行检测,将非圆齿轮点云数据模型和设计参考模型进行比较和分析,进一步验证了非圆齿轮四轴联动数控插齿加工策略的正确性。通过对以上内容的研究,为非圆齿轮四轴联动数控插齿加工研究提供了理论依据,对提高非圆齿轮加工质量和效率有一定的意义,可为非圆齿轮的发展及其工程应用提供一定参考。