目前,随着我国航空、汽车、高铁、风能、农机等行业的迅猛发展,对圆柱齿轮的需求量越来越大。此外,对于某些高精尖领域的特殊圆柱齿轮加工,采用传统齿轮加工方法,效率低,成本高。因此,新型高效圆柱齿轮加工方法的研究就显得尤为迫切。近年来,国外出现一种新型齿轮加工方法,有效得解决了传统齿轮加工方法加工非贯通、无退刀槽内齿圈困难的问题,为齿轮加工行业提供了一种全新的齿轮加工工艺选择。但是,该项技术尚未成熟,且国内从事这方面研究的学者相对较少。因此,本文将对这种齿轮加工技术进行理论研究,并依据其齿轮切削机理将其命名为刮齿,初步探究刮齿加工刀具的设计。本文对国内外刮齿加工领域的研究成果进行了归纳总结,并对国内外研究的不足之处进行了分析。从齿轮啮合原理角度出发,论述了刮齿加工过程中工件主轴与刀具主轴的相对位置关系;通过对刮齿切削机理的分析,研究了刮齿刀刀齿一次循环切削中的两种切削效应;基于实际加工情况,构建了刮齿加工运动模型,并得出相关运动之间的关系;然后,论述了刮齿加工方法与传统齿轮加工方法的异同,并对刮齿加工机床的结构进行了简单介绍。基于刮齿加工原理,提出了刮齿刀产形轮的概念。利用相错轴齿轮空间啮合坐标系,构建了刮齿加工的数学模型,推导出了刮齿刀产形轮的啮合方程式、刮齿刀运动啮合线,然后,利用坐标变换,推导出刮齿刀的刀刃方程式和工件齿面方程式。在刮齿加工原理和刮齿刀数学解析理论的基础上,对刮齿刀的结构形式进行了分类,提出了锥柄直齿刮齿刀、碗形直齿刮齿刀和斜齿盘式刮齿刀三种模型。着重分析了碗形直齿刮齿刀的设计,依据刮齿刀的数学模型,进行了前后刀面及前后角的定义和设计,对刮齿刀进行了齿形误差分析,并提出了刮齿刀刀齿齿廓的两种修形方法。最后,利用初步设计的碗形直齿刮齿刀进行了刮齿加工试验,证明了刮齿加工的可行性,并分析了刮齿加工相对传统齿轮加工方法的优势。本论文刮齿加工技术的理论研究,对刮齿加工技术在国内的进一步理论研究和推广应用具有重要的指导意义;刮齿加工刀具的解析和设计方法为后续的刮齿技术研究提供了一定的借鉴。