弧齿锥齿轮用于传递相交轴之间的速度和动力,在航空航天、船舶及工程矿山机械等诸多行业中被广泛应用,作为主要零部件,对机械装备的使用性能有直接影响。目前,弧齿锥齿轮仍沿用传统的切齿加工工艺,材料利用率不高,被加工齿轮金属流线被切断致使疲劳强度降低,因此迫切需要一种新的加工方法来提高弧齿锥齿轮的疲劳承载能力。本文结合理论分析、数值模拟和试验研究的方法,对弧齿锥齿轮小轮轮齿热滚轧成形过程中的缺陷及金属流线形变规律进行研究,主要研究内容如下:1)建立弧齿锥齿轮小轮热滚轧数值仿真模型,对小轮滚轧成形过程进行数值分析,得到不同成形阶段的等效应力场及应变场分布,探究热滚轧成形过程中齿面及齿顶法向力、齿面摩擦力对成形缺陷的影响。2)通过DEFORM-3D有限元分析软件对齿廓成形缺陷的演变过程和形成原因进行分析,采用正交试验法对初轧温度、添加润滑剂、模具齿轮进给速度和被加工齿轮转速等关键工艺参数进行优化,确定最优滚轧加工工艺参数组合,为抑制成形缺陷提供可行的方法。3)研究不同工艺下和不同成形阶段的金属流线形变规律,探索初轧温度、添加润滑剂、被加工齿轮转速和模具齿轮进给速度等加工工艺参数对金属流线的影响机制,采用正交试验法确定合理的工艺参数。4)搭建滚轧试验台,对获得良好金属流线的最优工艺参数进行试验验证,应用电子显微镜观察热滚轧成形后轮齿的内部组织形态,观察金属流线的形貌特征,研究不同部位金属流线的分布规律,检验试验结果与数值仿真结果的吻合性。