航空发动机燃油泵传动轴花键在传递动力的过程中常常会由高频振动和循环扭矩的作用而产生微动磨损,严重者甚至失效,极大地制约了传动轴花键的使用寿命和可靠性,影响飞行安全。因此,本文从传动轴花键的设计、材料和制造工艺进行分析,找到微动磨损失效的主要原因,并掌握其磨损表面及亚表面的微观结构,有助于我们了解整个微动磨损过程,从而为后续提高传动轴花键耐磨性提供解决途径。根据结构设计计算、模拟仿真、材料实验、理论分析和实验验证,获得传动轴花键微动磨损失效的主要原因如下:工作100飞行小时后出现异常磨损的传动轴花键的主要损伤机理有粘着、严重变形、氧化和宏观裂纹。该传动轴是设计上和装配上出了一点问题导致花键的配合精度和装配精度不高,由此引起的倾角不对中是造成异常磨损的主要原因。以现有材料和传统工艺,未达到长寿命的传动轴花键的正常微动磨损的主要损伤机理有粘着、小变形、氧化和微裂纹。磨损表层形成的纳米等轴晶粒在后续塑性变形过程中产生的位错很容易被晶界所吸收,显著降低了位错塞积造成的微观应力集中,这对推迟裂纹的形成、扩展和材料剥离及其延长微动磨损寿命具有重要作用。而裂纹往往倾向于在磨损表层形成的短棒状纳米晶粒界面处由于位错塞积产生大的微观应力集中而形成,并沿着晶界扩展。当磨损表层形成的裂纹与磨损表面受外力形成的裂纹连接互通,会将由纳米等轴晶粒构成的摩擦转变结构（TTS）剥离,造成材料损失。此外,通过微动磨损验证试验,成功验证了正常磨损传动轴花键的微动磨损机理和磨损深度。根据磨损表面及亚表面微观结构分析表明,传动轴花键正常磨损的原因主要是与花键表层结构的强塑性能和裂纹形成剥离的难易程度有关。