剃齿加工是当前齿轮精加工的主要方法,在齿轮加工行业有着广泛的应用。但是,用标准剃齿刀加工被剃齿轮后,被剃齿轮齿面节圆附近会呈现不同程度的“齿形中凹”现象,尤其是在大模数、少齿数的齿轮剃削时最为明显,严重影响了被剃齿轮的齿形精度及传动质量。长期以来,剃齿“齿形中凹”误差研究主要集中在三个方面,即节圆附近接触点数的变化、切削速度的变化和剃齿加工时被剃齿轮的弹塑性变形。目前,研究剃齿“齿形中凹”误差的影响因素及其规律,揭示剃齿“齿形中凹”误差的机理,是改善以及消除剃齿“齿形中凹”误差的重要途径。剃齿过程是无侧隙啮合接触状态,通过研究分析,依次推导剃齿过程的啮合线方程、接触线方程、接触轨迹方程,得到剃齿过程啮合接触点数及其分布规律,实现对剃齿过程的解析研究。建立剃齿过程中参与啮合被剃齿轮的齿廓啮合模型,求解被剃齿轮齿面不同啮合接触点处的瞬时载荷大小及其齿面接触变形和齿形弯曲变形,从中得出剃齿过程齿面间的载荷与变形影响剃齿“齿形中凹”误差的机理。应用Hertz理论分析剃齿过程接触变形区域的弹、塑性应力,提出接触变性区域的弹性应力和残余塑性应力计算公式,得到剃齿加工过程接触变形区域的弹性屈服极限应力值,并以此值为判据,作为区分剃齿过程的被剃齿轮接触变形区域的弹性变形和塑性变形的理论分界值。应用CATIA软件建立剃齿过程啮合状态下的三维模型,将该模型整体导入ABAQUS中,对该模型中不同啮合接触状态下的被剃齿轮齿面的瞬时接触应力进行仿真分析。通过分析剃齿啮合接触过程中的齿面间接触应力的变化与大小,得到剃齿过程的被剃齿轮齿面的接触应力的变化规律及其节圆处较大的接触应力严重影响剃齿“齿形中凹”误差。建立剃齿过程中瞬时接触线的数学模型,分析剃齿过程的被剃齿轮齿面的瞬时接触线总长度,提出瞬时接触线计算公式来求解剃齿过程的瞬时剃削力,控制剃齿过程的啮合齿面间切削力的变化以及被剃齿轮齿面节圆处接触应力的大小,为解决剃齿过程的啮合齿面间剃削力和接触应力的波动变化问题奠定基础,达到改善或消除剃齿“齿形中凹”误差的目的。