螺旋锥齿轮作为一种传动零件,在机械领域具有重要的作用,由于它具有很强的承载能力,且在传动过程中噪音小、传动平稳,因此被广泛运用于汽车、轮船、航空、航天等工业领域,随着机械领域的快速发展,传统的加工方法生产螺旋锥齿轮已无法满足现代工业发展的要求。摆辗成形螺旋锥齿轮是一种新型精密塑性成形技术,具有节能、节材、省力、成形件精度高等优点,还可以显著提升螺旋锥齿轮的综合性能和使用寿命。螺旋锥齿轮的摆辗成形是一个非常复杂的过程,不同的运动轨迹具有不同的成形效果,传统的依靠经验和试验的方法很难准确的对齿轮的变形规律进行有效的分析,而且成本高、效率低,采用有限元数值模拟分析方法则可以使得原本复杂的金属变形过程变得简单、具体。由于摆头的运动状态对齿轮的成形具有重要的影响,根据四轨迹摆辗机摆头中心点位移方程建立了摆头中心点运动学方程,并根据运动学方程研究了不同偏心距对摆辗机摆头运动状态的影响,揭示了偏心距对摆头运动状态的影响规律。基于DEFORM-3D软件,通过对多种复杂轨迹的空间分解及相关工艺参数的设置,建立了螺旋锥齿轮多轨迹摆辗有限元模型,通过对螺旋锥齿轮摆辗成形过程中齿形填充、轴向载荷、等效应变场、损伤因子分布、温度场、金属流动速率场演变规律的研究,揭示了圆、玫瑰线和螺旋线三种不同运动轨迹线对螺旋锥齿轮摆辗成形过程的影响规律。针对摆辗成形过程中不同偏心套转速对玫瑰线和螺旋线轨迹运动形式产生的影响,通过改变内外偏心套转速来研究玫瑰线和螺旋线轨迹周期变化和轨迹线形状变化对螺旋锥齿轮摆辗成形过程中力能参数、等效应变、接触面积和损伤因子的影响,进而揭示偏心套转速对摆辗成形的影响规律。通过研究不同偏心距对四轨迹摆辗机轨迹线的影响规律,建立不同偏心距下螺旋锥齿轮玫瑰线和螺旋线轨迹摆辗有限元模型,并基于有限元模型研究了偏心距对玫瑰线和螺旋线轨迹摆辗螺旋锥齿轮影响规律,同时结合摆辗机摆头的运动规律,建立了四轨迹摆辗机内外偏心套设计方法,为摆辗机偏心套的结构设计提供了理论依据,对摆辗机的应用及发展具有重要意义。