齿轮是应用范围最广的机械传动零件。随着齿轮需求量的增大及对成形齿轮的精度和综合力学性能要求的日益提高,高精高效生产齿轮是发展的必然趋势。结合轧制成形的工艺特点与精密锻造的成形优势,提出了采用滚轧工艺成形直齿圆柱齿轮的新方法,该方法不仅具有原材料消耗少、投入成本低、生产效率高、成形精度高等优点,而且成形齿轮的硬度、接触及弯曲疲劳强度、抗冲击强度、耐磨性等都得到提高,有效解决了锻造或挤压成形齿轮时的齿形型腔充料不足、成形压力过大、脱模困难等问题。目前,对齿轮滚轧成形工艺的研究基本上都处于理论分析或实验研究阶段,而针对直齿圆柱齿轮滚轧成形装置及设备的开发研究却很少,本文将对直齿圆柱齿轮滚轧成形实验装置进行设计开发。本文根据齿轮滚轧成形工艺的原理,分析给出了实验装置的基本结构及其运动方式,依据绘制的实验装置结构原理图,对装置的布局进行了设计优化,确定了实验装置的总体布局方案。通过对比逐步进给滚轧与连续进给滚轧确定滚轧工序,借助DEFORM-3D软件建立齿轮滚轧模型,对齿轮滚轧成形过程进行了有限元数值模拟分析,获得了整个滚轧成形过程所需的滚轧力及滚轧力矩,用以指导齿轮滚轧成形实验装置的设计,据此设计了齿轮滚轧成形装置的零部件结构,并对其进行强度校核,根据实验装置的功率、扭矩、转速等要求,选配伺服电机、减速器及PLC等,完成零部件的加工制造与实验装置的总装配,针对齿轮滚轧过程出现的问题,不断完善改进实验装置。为验证滚轧成形齿轮工艺的可行性及数值模拟分析结果的准确性和可靠性,借助设计开发的实验装置进行了滚轧成形实验,对所开发的齿轮滚轧成形实验装置进行测试。针对不同初始进给咬入量对滚压轮与坯料之间打滑现象的影响进行了实验研究,验证实验装置的运行精度,对实验过程进行了误差分析,分析了存在的问题并给出改进措施。