现代化工业技术的不断发展,要求机械传动具有高速、高效及低噪声的性能。而齿轮是机械传动的基本元件,其制造质量及加工精度是影响机械传动性能的关键。因此,现代机械的发展对于具有高承载力、高齿面硬度、良好抗点蚀性、高精度、低齿面粗糙度、长寿命的硬齿面齿轮的要求不断提高,为此本文对硬齿面齿轮的自由滚剃进行研究。本文以硬齿面齿轮的加工为研究对象,提出自由滚剃的加工方法,即滚剃刀带动被切齿轮进行无侧隙啮合运动,在运动中完成切削;在普通滚剃刀的基础上,设计一种适合自由滚剃的新型滚剃刀;为了满足自由滚剃的需要,改造了滚齿机的工作台。在齿轮啮合原理的基础上,建立了自由滚剃接触面的数学模型,并利用MATLAB软件对滚剃刀齿面和齿轮齿面的数学模型进行空间模拟分析,得出了啮合点处的空间图像。从滚剃刀的几何参数,齿形设计等方面进行研究,通过节圆上的切削速度分析,可知滚剃刀的切削刃与齿廓滑移速度夹角较大,因此切削速度大,切削力小。但是齿廓滑移运动,加剧了摩擦,产生一定的热量,加工时必须浇注切削油,以提高齿面精度和滚剃刀的寿命。推导滚剃刀加工齿轮的重合度公式,分析可知,其重合度大于2,避免了中凹现象的产生。通过分析滚剃刀的几何参数,得出减小滚剃刀的直径可以提高滚刀与齿轮的范成速度,缩短切入切出时间;设计滚剃刀的尺寸参数;利用三维软件PRO/E对滚剃刀进行参数化建模,然后导入ADAMS软件进行加工过程的动力学仿真并优化参数,验证自由滚剃原理。