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课题来源于民用航天预研项目—“xxxxxx传动机构技术”。随着我国航天事业的发展,对空间传动机构的使用寿命和可靠性等技术指标有了更高的要求。各类航天器的使用方式正由“试验应用型”转变为“业务服务型”。这样使用方式的转变就要求在轨航天器有更长的使用寿命和更高的使用可靠度。谐波减速器作为一类重要的传动机构,其拥有优异的综合传动性能,广泛使用于各类空间传动机构中。但是对于谐波减速器在复杂空间环境综合应力作用下的动态服役行为以及其失效机理还未得到较为深入的研究和分析,也未建立一套科学合理的寿命试验方法和寿命可靠性的评价体系,这样极大制约了谐波减速器在后续航天器机构中的应用。针对上述问题,本课题以谐波减速器为研究对象,模仿其空间环境下的服役状态进行相关的加速退化试验,对其空间环境下的失效机理进行研究,并建立空间环境下的性能退化和可靠性寿命分布模型。论文主要研究内容如下:(1)分析了空间谐波减速器的失效机理。首先分析了谐波减速器在空间环境下的特殊使用要求,并对其主要摩擦副的润滑形式和失效原因进行了分析。拆解并观察了谐波减速器内部的磨损情况并结合本团队应有的研究成果,分析得到了谐波减速的失效机理。(2)进行了空间环境下的谐波减速器性能加速退化试验。基于空间谐波减速器的失效机理,采取空间环境使用下的润滑形式,在合理选择加速应力和加速因子的情况下,进行了多组不同工况下的传动性退化的加速试验,采集到了多工况下的性能退化参数和寿命分布参数。(3)建立了空间谐波减速器的性能退化失效模型。通过分析典型的加速退化模型以及影响谐波减速器传动性能的因素,建立了基于随机退化量的布朗运动性能退化模型,并对模型进行了参数统计分析。建立了基于谐波减速器的润滑失效的黏着磨损模型,分析了其在混合润滑状态下的磨损率,由此建立了失效加速方程。(4)建立了空间谐波减速器可靠性寿命分布模型。在空间谐波减速器的失效机理基础上,建立了基于Weibull分布的空间谐波减速器的可靠性寿命分布模型,并从失效寿命分布和失效加速方程两方面对可靠性统计模型进行验证。通过进行失效寿命分布假设检验和分布参数相等假设检验,验证了失效寿命分布的准确性。通过进行失效加速方程的拟合、失效加速方程的图分析、失效加速方程的统计检验以及失效加速方程的残差分析,验证了失效加速方程的准确性。最后对空间谐波减速器的可靠性指标进行了估计,得到各应力下的平均寿命、加速系数以及外推至正常应力下的使用寿命。