齿轮倒棱可降低齿轮传动噪音和减小热处理应力集中,是齿轮加工环节中一道重要工序。目前自动化程度较高的齿轮倒棱设备的适用对象主要是模数为10mm左右、直径为2000mm以下的中小齿轮,对于更大模数和直径的大型齿轮倒棱加工,还缺少相关的机械化倒棱设备,大多依赖工人手工操作,对工人的技术要求较高,齿轮倒棱质量难以保持一致。本文针对大型齿轮的倒棱工艺理论及其倒棱设备进行了相关的研究。首先,在对工件表面形成方法和倒棱工艺研究的基础上,提出了准轨迹相切法磨棱原理,基于此原理设计了准轨迹磨棱机。按其功能由三部分构成,即实现准轨迹运动的平面五杆机构、实现磨头浮动的空间铰接机构和给砂轮提供动力的气动马达。然后,对平面五杆机构的运动学特性进行了研究,采用封闭矢量法得到其运动学正解和逆解表达式。通过分析五杆机构的可能工作空间,并结合磨棱机应用对象所需的实际工作空间,确定了其结构参数。通过具体的实例,验证了五杆机构的位姿逆解和连续轨迹逆解。运用Pro/E和ADAMS等软件对准轨迹磨棱机进行实体建模及运动学仿真分析,研究了磨棱机输入与输出间的运动特性,实现了磨棱机简单运动的可视化,验证了运动学逆解。最后,基于PC机和MAC-3002SSP4运动控制卡的上位控制方案设计了准轨迹磨棱机半闭环控制系统,包括控制系统硬件部分的搭建和基于VC++6.0的软件开发。通过试验验证了准轨迹磨棱机实现准轨迹运动的可行性。