锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时保证了完整的金属流线。但是，传统锻造方法劳动强度大、工作环境差、生产复杂零件和薄零件精度低，进而诞生了摆动辗压成形工艺。

摆动辗压成形工艺,简称摆辗,是一种局部施压的连续塑性成形技术,具有省力、零件尺寸精度高、噪声小、振动小等优点,正在逐步取代传统锻压加工中工具与坯料间断式 (冲击式) 、整体式接触施压方式，因此可以实现小吨位设备成形大锻件, 且可使成形件精度及对复杂形状零件的实用性、劳动条件等得到较大改善。尤其是齿轮类零件, 不仅内部和表面成形质量好, 且生产效率逐渐提升。

摆动辗压机适合加工外形复杂的零件、薄零件，尤其那些用普通锻造方法难以成形的薄法兰盘状零件, 法兰部分越薄越能显示出摆动辗压加工工艺的优势, 例如, 可将法兰盘的厚度辗压至0.5mm。而若采用普通模锻工艺成形薄法兰件, 会出现成形力不足, 法兰局部充不满等现象。摆辗成型模具的设计与制造也相对简单, 安装方便, 成形产生的飞边也可通过后期切边工艺去除, 还可实现摆辗精密成形工艺, 无需或需少量后期精加工。

本课题的主要目的是研究大型圆轨迹空间包络摆动辗压机的传动系统结构设计，传动系统是摆动辗压机的重要组成部分，对该系统的研究能有效得提升产品的精度、材料利用率，对促进多轨迹、小振动、高精度的新型摆辗机的应用和发展有着重要的意义。

1.1国内摆动辗压机的研究现状分析

在摆辗设备研究方面，目前国内已设计、制造了公称压力达36kN、100kN、 300kN、1000kN、1600kN、2000kN、3000kN、4000kN、6300 kN等规格的立式摆辗机, 公称压力从1000kN至4000kN的卧式摆辗机^[5]；周德成、王家勋、张猛、陆其仁、刘汉贵等对摆辗机摆头驱动电机功率的计算以及摆辗机设备吨位的计算进行了大量研究^[6，19-20]; 裴伟才、胡亚民、裴兴华、程培源、刘汉贵、王广春等对摆辗机摆动机构的运动学及其运动轨迹进行了详细的分析研究^[5,21-22]

在摆辗成形理论研究方面，采用电测法、密栅云纹法^[25]、光塑性法、网格法以及小孔流入法等方法研究了摆动辗压变形区内的应力、应变分布, 以及接触面上的单位压力分布、切向应力分布, 并从模拟实验中得到了摆动辗压的变形规律, 将理论分析与实验结果相结合, 得出了摆动辗压金属薄件时中心拉薄的判据。采用主应力法、能量法、上限元法、有限单元法等方法研究了圆柱体、圆环件摆动辗压过程中金属流动规律, 缺陷形成与产生原因, 摆辗变形力和力矩计算^[5,23-25]

在摆辗机的设计理论方面,根据弹性力学理论,采用有限元方法对摆辗机机身、机架、摆头的应力、应变分布进行了分析研究^[5-9]。

在摆辗机的工业应用方面，1972年上海电机锻造厂开始研制摆辗机,并从事摆动辗压成形工艺研究工作, 1973年研制成功第一台2000kN卧式摆辗机用于生产汽车半轴坯料^[6];1977年5月,东北重型机械学院和齐齐哈尔齿轮厂合作研制成功了一台摆辗机, 1977年对东方红-54拖拉机被动齿轮进行了摆辗工艺试验^[5-6]; 胡亚民、向冬霞等采用温摆辗工艺对汽车离合器盘毂、某枪械的调节塞进行了分析研究^[26-27];1984年中国兵器工业第五十九所引进波兰PXWP-100C摆辗机,着手研究摆辗机的传动原理、结构及零部件, 设计制造了6300kN摆辗机,对大型汽车同步环大型被动螺旋锥齿轮、兵器零件及其他产品进行冷摆辗成形^[6];1985年，胡亚民等开始对摩托车端面齿轮的冷摆辗成形工艺、摆辗件的质量和性能、模具失效、摆辗成形过程的光塑性模拟等方面进行分析与研究^[5,28]；1992年胡亚民、车路长等研制成功带枝丫端面齿轮的冷摆辗成形工艺, 并投入批量生产^[29-30]; 胡亚民等人详细介绍了摆动辗压工艺及模具设计，主要从模具寿命的影响因素、冷摆辗坯料制备和热摆辗坯料的加热等方面进行了研究与论述^[5];张猛、黄尚宇、张玉才等人从运动学入手，对摆动辗压过程中的运动特性进行了分析计算，并分析比较了几种能够实现摆动辗压运动的机构，对各种机构的实用性作出了相应的评价，为摆辗机构的结构优化设计提出了理论依据^[4,17];冯文成、胡亚民、袁红霞、董丽颖、韩星会等对摆辗机的运动轨迹进行了研究，采用仿真的方法得到不同的内外偏心套速度比下摆辗机的运动轨迹，并提出利用加速度这一指标来简单衡量辗机的振动程度^[3,11-17]。韩星会、华林等人对非旋转齿轮零件冷摆辗成形工艺设计与控制的研究^[33];

1.2国外摆动辗压机的研究现状分析