汽车后桥主动螺旋锥齿轮是一种大批量生产的、用于汽车驱动的关键零部件,与汽车的安全行驶密切相关,通过优化生产工艺来提高锻件质量与材料利用率就显得非常重要。目前一般使用空气锤来进行辊锻制坯,但该工艺具有噪声大、对厂房和地基要求高等缺点。本文运用正交试验法和有限元分析法设计出了不同直径锻件的多道次辊锻模具,总结出了多道次辊锻模具的设计方法,并优化了辊锻工艺与模具结构参数。采用类比法成功设计出了500辊锻机,并进行了有限元分析。具体工作内容为:(1)通过分析辊锻变形规律,具体针对Φ45、Φ55轴径的辊锻件,进行了多道次模具设计。对于辊锻件出现的飞边以及填不满现象,分别进行了多道次型槽与斜度的修正试验,最终得到了辊锻效果良好的型槽截面尺寸和较合适的斜度范围。在对5种不同直径的辊锻件进行模具设计后,探讨了不同型槽截面尺寸、不同斜度、不同工艺参数对辊锻效果的影响,总结出了设计多道次辊锻模具的方法。同时针对Φ55辊锻件,选取模具斜度、摩擦因子、坯料温度、模具温度与模具初始硬度作为5大因素,以最大成型载荷和模具最大磨损量作为2大指标,设计了五因素二水平正交试验,通过分析各因素对两大指标的影响规律,找出了对两指标影响较大的因素,并在较优的参数下进行了试验验证,发现在该参数下两指标值的确为最小。(2)通过分析辊锻机的工作原理及性能特点,在360型辊锻机的基础上,修改、完善辊锻机某些结构,将轴瓦换成滚动轴承,将滑块做成整体,设计出了500型辊锻机,包括机身部分与传动部分,进行了虚拟装配与干涉分析,并在实际生产得到应用。以此同时进一步对500型辊锻机进行了有限元分析。通过静力学分析验证了辊锻机的应力值在许用应力范围之内,位移也在要求范围之内。模态分析表明辊锻机不会发生共振危险。瞬态动力学分析进一步揭示了辊锻机在动态载荷下的变形规律。对辊锻机进行的基于刚度与一阶模态的拓扑优化,为改进辊锻机薄弱部位的尺寸和结构提供了依据。