端曲面齿轮副是在非圆柱齿轮、非圆锥齿轮及面齿轮的基础上,提出的一种新型空间非圆齿轮传动机构。针对目前该齿轮副传动形式多样化,没有统一设计理论及方法的问题,通过引入圆柱滚子直动从动件圆柱端面凸轮副的运动关系,探讨了端曲面齿轮副的传动原理,建立了该齿轮副的传动比、移动速度和转速的通用化表达式。通过设定位移曲线,满足非圆齿轮节曲线设计要求,对传动比、齿顶和齿根曲线、轮齿分配、加工刀具最小齿数和齿宽等进行了设计。采用齿轮空间啮合原理,结合齿面方程和虚拟仿真技术,提出了一种端曲面齿轮副的通用化设计方法。重点分析了四种类型的端曲面齿轮副传动匹配模式、运动学特性及齿宽变化规律,统一了端曲面齿轮副的传动匹配模式。通过试验和检测验证了该设计方法的正确性。此设计方法可推广应用到任意位移曲线及任意偏心距的端曲面齿轮副,从而实现端曲面齿轮的通用化及参数化设计。