圆柱直齿轮是重要的传动零件,在汽车、机械、航空等领域有着广泛的应用。作为传递动力及运动的关键零件,其精度及质量都有很高的要求。当前,圆柱直齿轮的生产仍然以机械加工方法为主,存在生产效率低、材料利用率低、零件强度低、能耗大等缺陷,已远不能满足工业发展的需求。　　 针对平端面圆柱直齿轮,本文提出了齿腔分流法,即将分流型腔设置在凹模型腔深处。采用有限元软件DEFORM3D对该分流工艺进行模拟研究,系统分析了材料流动规律及齿腔充填特点,得出了其应变场、速度场、温度场的分布及载荷曲线,并讨论了三个重要因素(如分流型腔深度、摩擦系数及坯料高度)对成形效果、最大载荷及模具温度分布等的影响；采用铅试验进行物理实验,对该工艺方案的优越性进行验证。结果表明,该工艺方案不仅能有效地改善角隅充填性能,也能极大地降低成形载荷(成形载荷仅为封闭式冷锻成形的一半),与有限元模拟结果吻合；设计了实验模具,采用有限元法校核了模具中的关键零部件,并成功锻制出合格的20CrMnTi钢质直齿轮锻件；最后设计了批量生产模具工装,重点解决了出模难题。　　 同时,本文将分流法进行推广,针对带高凸台的圆柱直齿轮提出两步成形工艺,即封闭式冷锻预锻-局部加载耦合齿端分流工艺终锻。并对该工艺进行有限元模拟研究,详细分析了其流动规律和变形机理,合理确定了预锻成形量。对于终锻的研究,重点提取了应变、速度场量及载荷曲线进行分析研究,并采用正交试验和极差分析法,以成形效果最好、成形力最低为目标,对几个重要工艺参数(如凸台直径D,凸台圆弧R,分流腔宽度L,坯料高度H)进行优化,得到了最佳成形工艺参数。模拟结果表明,该工艺方案成形效果好、模具受力低(仅为封闭式冷锻工艺的一半)。针对该工艺设计了简易模具,采用铅试样进行对比物理实验,结果与数值模拟一致。　　 通过对以上两种直齿轮类零件冷锻成形工艺的研究,本文总结了圆柱直齿轮冷精锻分流型腔设计方法,首次提出了两种合理实用的新方案,为圆柱直齿轮冷精锻技术实用化奠定了基础。