齿轮减速器在航天工业中应用广泛,随着我国航天技术的不断发展,各种航天器在轨工作时间相应提高,对空间齿轮机构的可靠性也提出了更高的要求,齿轮副的磨损会影响其服役性能,引发相关运动部件失效,同时齿轮副在空间环境中的磨损失效机理与在地面大气环境中又明显不同。本文以某行星减速器齿轮副为研究对象,基于现有空间机构磨损研究理论与分析模型,分析空间环境中齿轮副磨损的影响因素,开展热真空环境模拟试验,探究空间齿轮副的磨损机理与性能退化状况,为提高空间机构的可靠性与工作寿命提供相关基础理论支撑。论文主要内容包括:1)通过分析空间环境中齿轮磨损失效机理,基于Archard模型与Johnson—Wiliamson粗糙表面接触模型,并引入表征材料磨损性能的参数KS,建立了齿轮在无润滑与混合润滑状态时的粘着磨损分析,得到本文实验使用的行星齿轮在混合润滑状态下的磨损率计算公式。2)采用轮齿啮合的简化模型,基于Hertz接触理论分析了齿轮啮合过程中的接触问题,计算齿轮接触区域的法向载荷和相对滑动速度,并使用Block闪温理论与有限元法对齿轮接触时齿面的瞬时温升进行分析,为研究齿轮在不同环境温度、不同真空散热环境和工况时的磨损规律提供指导。3)以某行星减速器中一级传动机构的行星轮为实验对象,分析齿轮副在极端环境可能存在的磨损情况,搭建了极端环境与常规环境下的齿轮磨损试验台,开展了不同温度、齿轮转速与载荷、真空度等共计十五种工况条件下的齿轮磨损实验。4)根据不同工况与循环次数下齿面观测数据,对比分析了齿轮副在常温大气环境与热真空环境中磨损形式与性能退化状况的不同,讨论温度、真空度、转速和载荷等对于齿轮磨损机理的影响,基于齿轮在不同工况下的磨损深度计算其磨损率,并采用Matlab非线性拟合方法拟合出磨损系数KS的变化规律。