在实体球冠外侧分布着一道道渐开线环形齿廓面的球齿轮是一种全新的齿轮传动机构，这种球齿轮机构具有两个传动自由度，可在两球体之间实现精确的球面纯滚运动，因而可作为从动件输出轴的空间姿态需要精确控制的执行机构。本项目主要研究了这种新型球齿轮的范成法切削加工理论并设计了一套切削加工实验装置。具体研究工作如下：
　　根据球齿轮齿廓的形成原理提出了球齿轮的范成法加工方法：通过球齿轮极轴的剖面实际上就是普通直齿圆柱齿轮的一个扇形端截面，此扇形端截面以极轴为对称轴线，绕极轴旋转而成球齿轮，此扇形齿面的各轮齿旋转而形成环形齿。就扇形齿面相对于极轴的分布形式而言有两种情况：一种是通过扇形齿面的齿槽中线，另一种就是极轴通过扇形齿面的轮齿中线。极轴通过齿槽中线的扇形齿面绕极轴旋转而形成中凹球齿轮，极轴通过轮齿中线的扇形齿面绕极轴旋转而形成中凸球齿轮。当球齿轮的直径趋于无穷大时，渐开线环形齿廓就演变成直线环形齿廓，球齿轮就演变成齿盘。将齿盘加工成梳齿刀或盘形铣刀，就得到两种齿条型球齿轮加工刀具。如果由传动系统提供如下运动：刀具与球齿轮齿坯之间类似于圆柱齿轮间的纯滚动、齿坯绕自身极轴进行旋转切削运动，刀具沿齿坯球心的径向进给运动，如用盘形铣刀加工，还需加上铣刀绕自身轴线的旋转运动，即可完成球齿轮的渐开线环形齿廓的范成法加工。
　　研制了一种球齿轮切削加工刀具：对齿条型球齿轮梳齿刀与盘形铣刀进行了理论研究，并具体设计并制作了一套进行车削加工球齿轮的球齿轮梳齿刀。
　　研究了采用不同的刀具进行球齿轮加工的方案：本项目研究了两套球齿轮加工方案，即用梳齿刀进行加工的车削加工方案及用盘形铣刀进行加工的铣削加工方案。参照传统加工机床的经验参数，针对球齿轮的特性，并利用计算机进行辅助设计，选取了合适的设计参数，完成了两套加工方案的传动系统原理图设计。
　　在上述方案的基础上研制了一套切削加工装置：针对车削加工方案，具体设计了一套附加在车床上使用的球齿轮加工装置并已加工完毕，目前正进行安装调试并准备进行球齿轮切削实验研究。