日本學者酒井高男等發表了“空間交錯軸齒輪傳動中二次作用的研究”的論文，指出在交錯軸齒輪傳動中，齒面上的某些點可與其相嚙合的齒面接觸兩次，提出可展齒面二次包絡環面蝸桿傳動的基本思想，對二次包絡蝸桿傳動中的一系列理論及實踐問題進行了論述；1980年酒井高男等提出了以錐面為媒介齒面的環面蝸桿傳動；日本住友重工株式會社一直致力于雙錐面二次包絡環面蝸桿副的研究和推廣，其HEDCON系列減速器即采用雙錐面二次包絡環面蝸桿副。

    在國內，1974年重慶大學張光輝因參編《機械工程手冊》中包絡蝸桿傳動部分到首鋼機械廠現場調研收集平面蝸輪傳動資料，發現并肯定首鋼機械廠平面反包絡蝸輪副具有平面二次包絡的萌芽，并報告建議冶金部立項研究獲批準，因而于1975年與首鋼合作開展研究，于1976年研究成功平面二次包絡環面蝸桿傳動，該傳動的蝸桿可淬火并用平面砂輪磨削，蝸輪可以采用滾刀加工，蝸輪副的齒面精度得以提高，傳動副多齒嚙合且瞬時成雙線接觸、接觸線法向誘導法曲率小且潤滑角大，因此該傳動的齒面接觸應力小、易形成潤滑油膜、抗膠合抗磨損能力強、承載能力大傳動效率高，性能全面超過直廓環面蝸桿，經美國Cone Drive公司測試平面二次包絡環面蝸桿傳動副的承載能力為其相應產品的2.2倍，認為“是蝸桿傳動的重大突破，具有世界先進水平”，為表彰工人階級的創造性，原冶金部將其命名為“首鋼-71型蝸輪副。

       基于直廓環面蝸桿齒面不能精確磨削和平面二次包絡蝸桿傳動的蝸輪滾刀無法鏟齒等缺陷，張光輝于1981年提出指錐二次包絡環面蝸桿傳動，該傳動的蝸桿齒形與直廓環面蝸桿相近，但加工工藝優于直廓環面蝸桿且可鏟磨蝸輪滾刀；為了解決平面二次包絡環面蝸桿傳動在多頭小速比范圍內應用時齒面根切及邊齒變尖嚴重等矛盾，1986年張光輝提出以球面為包絡媒介面的球面二次包絡環面蝸桿傳動；1999年張光輝基于平面包絡環面蝸桿齒面只能單面磨削、加工精度和效率低等問題，提出用大直徑雙面錐形砂輪磨削包絡環面蝸桿，即利用錐面在錐底半徑較大和錐角較大時，錐面在微小區域上近似于平面這一特征，在蝸桿磨削加工時用一直徑較大的雙面對稱錐形砂輪近似代替平面砂輪磨削包絡環面蝸桿，這樣就能在一次安裝調整磨頭和蝸桿完成蝸桿兩側齒面的磨削加工，而不同基圓半徑的蝸桿加工則僅需要調整砂輪修整器的修整角度，從而大大地簡化了在蝸桿加工中機床工裝的調整，提高了蝸桿的制造效率和提高加工精度，此種蝸桿傳動稱之為準平面二次包絡環面蝸桿傳動。