齿轮是机械机构中最常用的传动零件,其传动稳定,性能可靠,在工业生产的各个领域都得到广泛的应用。非对称齿轮是一种为了提高齿轮抗弯强度而设计的新型齿轮,其特点是具有两个不同的压力角,对应两条互不对称的渐开线,该种齿轮具有体积小,质量轻,承载能力大等优点。齿轮的加工方式分为机械加工和塑性成形两种。采用塑性成形工艺生产齿轮具有提高原材料利用率和生产效率,增加齿轮力学性能等优点,因此探索非对称齿轮的塑性成形工艺具有广阔的应用前景。非对称齿轮结构复杂,采用塑性成形工艺进行加工存在成形载荷过大、模具寿命不高、齿形填充不满等问题。针对这些问题,本文提出径向温挤压非对称齿轮的工艺,通过数值模拟和物理实验相结合的方式,从温锻成形参数和模具结构两个方面进行优化,以此来减小成形载荷及改善齿形角隅部分的充填情况。通过四因数四水平的正交实验方案,研究坯料温度、模具温度、成形速度和摩擦系数这四个温锻成形参数对最大成形载荷的影响规律,其中坯料温度对成形载荷的影响最大,摩擦系数对成形载荷影响最小。通过正交实验还得出最优的成形参数组合为:坯料温度800oC,模具温度250oC,成形速度30mm/s,摩擦系数为0.15。研究非对称齿轮成形过程的金属流动和变形规律,在此基础上对成形模具进行优化设计;利用铅块成形实验对优化结果进行验证,结果显示采用优化后的成形模具能大幅减小成形载荷及改善齿形角隅部分的充填情况。根据弹塑性力学原理,设计了组合凹模代替整体式凹模以保护模具。以45号钢为坯料,使用设计的模具工装进行非对称齿轮的成形实验,得到齿形填充完整、表面光洁度较好的非对称齿轮。对非对称齿轮进行微观组织分析和力学性能测试,发现靠近齿顶圆部分的区域,其晶粒细小且分布均匀,强度较高;靠近齿心部分的区域,其晶粒相对粗大且分布不均,强度较低。在齿轮的角隅部分存在明显的金属流线,说明成形末期金属大量流入齿腔,使角隅部分填充完整。这与数值模拟中对金属坯料的流动和变形的分析相吻合。