油动重载无人机是最近几年兴起的飞行器,它具有载重大,方便性强等优点。碳纤维复合材料是一种新型材料,它具有高比强度和比模量以及出色的抗疲劳性能等优点。凭借上述优点,碳纤维复合材料轴被普遍使用于海、陆、空各类交通运输设备中,具有极为广阔的应用前景。在重载无人机传动系统中,碳纤维复合材料传动轴需要与金属部件进行连接,连接结构的强度会直接影响传动系统的性能,因此连接结构的设计很重要。本文设计并分析了一种应用在油动重载无人机传动轴上的连接结构。将厚壁筒理论与复合材料力学相结合,对碳纤维复合材料传动轴连接结构受力情况进行了理论分析,确定了连接结构和碳纤维复合材料管的失效判断依据。通过比较传统连接方式的优缺点,设计了机械-胶接-齿纹连接和机械-齿纹连接。利用胶接和机械的设计原则确定了搭接长度,销钉位置和销钉直径,运用混沌粒子群算法对齿纹连接参数进行计算。通过UG软件对两种连接结构进行建模,并运用ANSYS对两种连接结构进行强度分析和模态分析,对比两者的分析结果,确定最终连接结构形式。选择几组不同铺设角度,探究铺设角度对连接结构的扭转性能和传动轴振动的影响。根据铺设角度对扭转能力的影响和复合材料层合板的一般设计原则,设计了4种铺设顺序并对其分别进行仿真分析,根据分析结果确定最终铺设方案。按照所设计的铺设方案和连接结构制成4根碳纤维复合材料传动轴,通过扭转实验对上述仿真结果进行验证。实验结果表明,所设计的连接结构和所选择的铺层方案均满足油动重载无人机传动轴的设计要求,并在一定程度上提高了传动轴的扭转性能。