作为航空发动机的重要传动部件，附件机匣的工作性能及其可靠性对整个航空发动机的推力性能、经济性能和使用性能都有重要的影响。高推重比、低油耗、高可靠性和长寿命是现代先进航空燃气涡轮发动机的技术要求。这必然使附件机匣在高速、重载、高温及严酷状态变化的条件下工作，同时必须满足高可靠性、长寿命的工作要求。传统的设计技术日益难以满足工程实际的要求，因此将可靠性理论引入附件机匣的设计工作中，从附件传动系统高速、重载的工作特点出发开展附件机匣可靠性研究，对提高附件机匣的工作性能、可靠性及可靠寿命的意义非常重大。本文基于可靠性理论、摩擦学、传热学、非线性接触算法、齿轮啮合原理、耦合场理论及虚拟试验技术等，综合采用有限元分析方法和理论分析计算方法，用数值分析取代半经验的计算，用随机性模型代替确定性模型，研究了附件机匣的热平衡温度，附件传动系统的稳态温度场及标准直齿圆柱齿轮的本体温度场，考虑了附件机匣实际工作过程中的多种随机因素，探讨了若干相关的可靠性问题。本文的主要研究内容如下：　　 (1)采用可靠性虚拟试验技术从齿轮原始加工误差及载荷波动的角度研究了齿面接触应力的随机性。基于ANSYS软件自身的建模功能建立了齿轮啮合虚拟试验样机的实体模型，使该样机具有参数化特征。基于实验设计方法研究了小样本的可靠性虚拟试验方法。根据齿面接触应力通常具有偏态分布的特点，提出了用三参数威布尔分布拟合可靠性虚拟试验数据，并将矩法与双线性回归分析法相结合估计分布参数的试验数据处理方法。　　 (2)研究了附件机匣热平衡温度的计算方法。计算了附件机匣的总生热量，并采用迭代算法解决了附件机匣热平衡温度、壳体散热量及出油口润滑油温度三者互为计算条件的问题。编写了计算上述三者的有限元自动加载、求解、迭代程序，实现了附件机匣热平衡温度的快速、准确计算。研究了附件机匣的热平衡温度与其主要影响因素——滑油供油温度、供油量及附件机匣外二股气流的温度、流速间的关系。　　 (3)研究了用响应面方法建立附件机匣出油口润滑油温度的极限状态函数，并利用一次二阶矩法进行可靠性灵敏度分析的方法。推导了附件机匣出油口润滑油温度的可靠度及各个随机变量分布参数的灵敏度计算公式。以滑油供油温度、供油量及附件机匣外二股气流的温度、流速为随机变量，计算了附件机匣出油口润滑油温度的可靠性灵敏度。　　 (4)根据传热学原理建立了附件传动系统稳态热分析的数学模型，应用变分原理推导了附件传动系统稳态温度场控制方程的泛函，提出了附件传动系统稳态热分析的方法。建立了附件传动系统的实体及有限元模型、计算了其热分析的边界条件，借助有限元分析软件ANSYS计算了附件传动系统的稳念温度场，并研究了该温度场的分布规律。　　 (5)研究了标准直齿圆柱齿轮本体温度场的分布规律，编写了相应的有限元分析文件。提出了综合采用Monte Carlo概率有限元法和χ2检验法研究齿轮本体温度场随机性的方法。以齿轮材料的导热系数、齿轮传递的功率、主动齿轮的转速、齿面摩擦系数、润滑油的供油温度及附件机匣内油气混合物的温度为随机变量，研究了齿轮上各点温度的随机性。　　 (6)采用ANSYS软件的间接耦合分析方法研究了标准直齿圆柱齿轮的热弹耦合接触特性。提出了采用响应面方法获取齿面接触强度的极限状态函数，并利用Monte Carlo可靠性灵敏度分析方法研究各随机变量对该极限状态函数的概率敏感性，以获取热弹耦合状态下各种随机因素对齿面接触强度可靠性的灵敏度信息的方法。以齿轮材料的线膨胀系数、滑油的供油温度、附件机匣内油气混合物的温度、主动齿轮的转矩及齿面许用接触应力为随机变量，研究了这些随机变量对热弹耦合状态下齿面接触强度可靠性的灵敏度。