实心钢制三角皮带轮是汽车空调、发电机、水泵等许多重要皮带传动系统中的关键零件。传统的生产工艺为铸造或模锻毛坯，切削加工获得成品零件。辊轧成形是旋转轧制工艺，与传统工艺相比具有大幅提高生产效率和材料利用率、降低产品成本等优点，是一种具有显著综合优势的创新工艺。但由于工艺特殊，工件成形规律复杂，工艺参数不易控制，容易出现工件内径扩大等缺陷，且在理论研究方面还不够成熟，这些问题严重制约了该工艺的广泛应用。计算机技术的发展，数值模拟技术的进步及不断出现的大型商品化软件，为开发新工艺起到了明显的促进作用。过去几乎无法解决的三维辊轧成形复杂变形问题，如材料流动规律、成形机理、内部应力应变场及流动速度场等，可望得到较满意的解决。本文采用三维刚塑性有限元方法，运用DEFORM-3D软件，首次实现了皮带轮辊轧成形真实过程的数值模拟。为了更方便地研究辊轧成形的变形机理，按照相似原理，设计了一个小型和简化结构的实验用三角皮带轮模型，分别对该模型进行了成形过程的数值模拟和物理模拟实验研究；然后针对汽车空调三角皮带轮EC-132A21BE的辊轧成形过程进行了数值模拟研究。数值模拟的工艺条件包括：单辊和三棍；工件整体加热和感应局部加热。研究的主要内容包括：(1)通过实验三角皮带轮辊轧成形过程的数值模拟，分析轧制过程中应力、应变变化情况和典型平面上金属流动速度分布，研究了辊轧成形机理，分析了工件内径扩大原因；研究了辊轧成形过程中轧制力的变化规律；分析了4种不同轧辊直径对成形质量的影响；分析比较了三辊轧制与单辊轧制两种工艺。(2)在车床上以铅材料进行了物理模拟实验研究，得到了理想的皮带轮工件，验证了数值模拟结果的正确性。(3)针对汽车空调三角皮带轮，分别建立工件整体加热和感应局部加热辊轧成形的有限元模型，分别模拟了两种工艺过程，分析了两种工艺方案不同轧制阶段的等效应变与等效应力；比较了两种工艺方案成形过程的最大轧制力、轴向压紧力、轧制力矩；比较了两种工艺方案轧制末期的温度场分布及工件外形。本研究为皮带轮辊轧成形工艺、模具设计、预测载荷及成形缺陷提供了可靠的理论依据。在本文的基础上，经过进一步深入研究，并结合实验研究改进数值模拟方法和结果，即可得到较完善的皮带轮辊轧成形工艺。大大缩短了开发周期，节省开发成本，因此具有重大的实际意义和经济效益。