作为地球唯一的天然卫星，对月球进行探测研究，在科技、经济、军事、政治等方面均有重大意义。中国的嫦娥探月工程共分为三期，即绕、落、回。正在预言论证阶段的探月三期工程将使用样品容器转移机构，其功能是将月壤样品容器从绕月飞行器转移到绕地飞行器。由于运动空间有限、结构质量要求苛刻、太空温度跨度较大，这些不利因素对转移机构的结构设计、运动可靠性提出严峻的考验。因此，亟需研制转移机构传递效率测试实验台进行转移机构的地面测试，通过对传递效率的检测来验证转移机构工作的可靠性。转移机构传递效率测试实验台是一种能够模拟高低温环境的负载模拟实验台，因此本文在综合分析国内外负载模拟实验台特点的基础上，提出一种内部调整式效率测试实验台。该实验台主要由驱动组件和负载组件两部分组成。其中，驱动组件采用伺服电机作为动力源、丝杠螺母作为传动机构、拉压传感器及编码器作为输入功率检测装置；负载组件采用伺服电机作为负载模拟器、直线运动单元作为直线导向机构、微位移平台作为位移调整机构、拉力传感器及编码器作为输出功率检测装置。最后，通过输出功率与输入功率的比值求解转移机构的传递效率。在测试实验台总体设计的同时，对负载模拟系统的响应特性、阻力设置精度以及机械系统的综合误差进行分析，为测试实验台的研制奠定基础。为了保证热量传导及密封失效不会对外部电机造成影响，本文对测试实验台中的丝杠轴进行传热分析及热密封技术的研究。建立初选丝杠轴模型，使用SPSS统计学软件进行相关分析，从众多影响热量传导的因素中筛选出最重要的参数；建立丝杠轴装配体模型，分析上述最重要的参数对传热的影响；基于绕流圆柱体强迫对流换热理论计算以及CFX流热耦合仿真两种方式，定量分析气体流速与散热效果的关系，并得出散热效果最好时的气体流速；建立丝杠轴装配体的气体泄漏模型，定量分析泄漏间隙及泄漏气体流速对密封效果的影响。为了保证高低温箱内的传感器能够在-60~80℃环境下正常工作，本文进行了低温环境下传感器温控装置的研制。对传感器温控装置模型进行非稳态导热仿真，研究传感器及保温材料外表面温度随加热时间的变化关系，进而确定加热片的热功率和保温材料的厚度；对传感器温控装置进行测试实验，以验证仿真的正确性及装置本身的可靠性。