随着工业的快速发展,齿轮传动在现今的应用越来越广泛,特别在汽、机械,船舶和航天航空的领域,它们对齿轮的要求也越来越高。这就需要进一步提高齿轮的加工质量,而大多数齿轮在经过滚齿和插齿后,还需要进行剃齿加工,以改善和提高其齿形精度,并且剃齿加工的精度直接影响其后的加工质量和齿轮的传动的平稳性。针对盘形剃齿刀,剃齿时常会出现齿形中凹现象。本文分析了盘形剃齿刀齿形中凹产生的原因及中凹解决方法,并在此基础上研究了一种新型多头蜗杆式剃齿刀进行结构优化。增加蜗杆的头数,提高加工效率；增大重合度以便消除或减小齿形中凹现象,提高剃齿加工精度。主要从刀具齿形拟合优化,不同剃齿刀外径和蜗杆头数下容屑槽数量和结构方面进行优化研究。首先运用空间螺旋齿轮啮合原理,建立多头蜗杆式剃齿刀的齿形面方程。研究多头蜗杆式剃齿刀的头数对齿形拟合误差的影响,通过单纯形法对双头和三头蜗杆式剃齿刀的齿形进行圆弧拟合,求出最大拟合误差,并分析产生误差不同的原因,以便修正磨削砂轮,提高剃齿刀磨削精度。其次根据啮合线方程,求出理论啮合线的长度,计算重合度的大小；并计算选取多头蜗杆式剃齿刀容屑槽的宽度与数量,分析对其切削加工的影响。再次,进行多头蜗杆式剃齿刀的参数化三维建模得到更加精确的模型,进行运动仿真,观察是否干涉,以便对其结构进行修改。最终对剃齿过程中进行受力和变形分析,建立剃削力的模型,通过应用有限元分析方法,将建立好的多头蜗杆式剃齿刀的模型导入到ANSYS中,对其进行不同切削条件下变形的分布规律和模态分析。通过分析后,应用MATLAB工具箱对多头蜗杆式剃齿刀的刀齿数进行优化,算出在满足刚度和强度的条件下最优齿数,并不断增加刀具的外径,看其对刀齿数的影响。然后对整体结构进行优化,看满足条件的多头蜗杆式剃齿刀的最优尺寸和蜗杆的最优头数。