柔轮冷滚压成形关键技术的研究旨在解决国内谐波减速器关键部件加工生产水平不足的问题。与传统柔轮制造工艺(滚、切齿等)相比,精密塑性成形工艺具有其独特的优势。基于实际工程项目,通过有限元仿真和实验相结合的方法,研究柔轮冷滚压成形关键技术,并重点分析了工艺参数对柔轮冷滚压成形工艺的影响、成形设备、柔轮冷滚压残余应力分布及其对疲劳寿命的影响,为柔轮加工制造提供了新思路及一定的理论基础。论文主要研究工作如下:基于柔轮冷滚压工艺分析及工艺流程制定,建立柔轮冷滚压工艺模型,包括柔轮双圆弧齿廓设计、加工余量形式设计、模具设计及柔轮毛坯直径的修正设计;介绍了柔轮冷滚压成形的典型缺陷,分析其原因并提出改善措施;基于残余应力分析了冷滚压工艺对柔轮的强化机理。基于DEFORM-3D软件建立柔轮冷滚压成形有限元模型,分析了不同冷滚压工艺参数对冷滚压柔轮成形参数及等效应变分布均匀性的影响,得到了优化成形参数下的成形载荷,为后续柔轮冷滚压成形设备研制提供了理论基础。对柔轮冷滚压成形设备进行功能模块划分并提出了总体结构布局方案;对滚轮系统关键部件进行结构设计并校核,包括滚压轮主轴、滚压力放大系统;重点对径向进给装置进行研究与分析,通过计算完成了正反牙丝杠和动力源选型。通过有限元法分析了不同加工参数对柔轮冷滚压成形残余应力的影响水平;制定冷滚压柔轮残余应力预测策略,并给出基于多元拟合回归的残余应力值预测模型,以齿根处径向残余应力和周向残余应力最大值为设计目标举例分析了预测过程;实验验证,进行柔轮冷滚压制造,并采用x射线衍射法测量柔轮残余应力分布,通过实测值与预测值对比,验证预测模型的正确性。建立柔轮负载状态下疲劳寿命预测的解析计算模型;通过ANSYS仿真,得到柔轮空载和负载状态下的动态应力分布;基于nCode Design-Life,分析了考虑残余应力影响的柔轮齿根应力集中处的疲劳特性,并对比分析疲劳寿命解析解和仿真值的误差;分析了不同冷滚压工艺参数对柔轮齿根应力集中处疲劳寿命的影响水平。