月球门户货物存储用凹槽连接结构

　　该结构面向月球门户在轨货物存储与转运场景设计，核心解决航天载荷在发射段振动、在轨微重力、月面着陆冲击多工况下的可靠连接需求，适配舱内货物固定机构、载荷转接接口的使用要求，可同时实现周向大扭矩传递与轴向、纵向的相对滑移，满足货物快速装拆、不同规格载荷适配的实际使用需求。设计阶段参考了机械领域成熟的凹槽（花键类）连接原理，摒弃了复杂的锁止冗余机构，采用最简构型实现核心功能，结构受力路径直接，没有多余的传力环节，能在航天严苛的重量限制下，最大化结构承载效率。从功能特性来看，这类凹槽结构的接触面积相比传统平键连接提升40%以上，单位接触面积的压应力更低，长期交变载荷下的磨损量更小，配合面的抗剪切能力更强，能有效降低连接部位在反复装拆、

　　振动冲击下出现裂纹、断裂失效的风险；同时凹槽的导向特性可以让对接部件沿轴向顺畅滑动，不会出现卡滞，适配货物在轨推移、位置调整的操作需求，不需要额外添加导向副，进一步压缩了整体结构的占用空间。在安装边界设计上，结构的径向尺寸严格匹配舱内标准载荷接口的安装 envelope，轴向预留的滑移行程覆盖了不同尺寸货包的装拆调整余量，凹槽的齿形采用渐开线构型，齿侧配合间隙控制在航天机构常用的公差区间，既保证热胀冷缩工况下不会出现卡滞，又能控制连接间隙带来的传动回差，避免载荷固定后出现不必要的晃动。结构的端面设计有定位止口，对接时可以快速实现径向定位，不需要额外的找正操作，适配航天员出舱活动时戴手套操作的便利性要求，装拆动作简单，

　　没有复杂的锁止步骤，单步操作即可完成连接或解锁。实际应用中，这类凹槽连接结构不仅可以用在月球门户的货物存储场景，在地面重载传动机构、需要轴向滑移的扭矩传递部件上也有同类应用，比如机床的滑移齿轮传动机构、工程机械的快换接头，核心原理都是通过均布的凹槽齿面分担载荷，同时保留轴向移动自由度。设计时特意将齿根位置做了圆角过渡，避免应力集中，齿面的粗糙度要求控制在合理区间，既降低加工难度，又能减少相对滑动时的摩擦阻力，不需要额外添加固体润滑涂层就能满足在轨长期使用的耐磨要求，减少了对润滑材料的依赖，适配航天产品的长寿命免维护需求。结构的整体构型没有复杂的异形曲面，采用常规的铣削、拉削工艺即可完成加工，不需要特殊的定制刀具，加工成本可控，

　　加工过程中的尺寸一致性容易保证，适合批量生产配套。在载荷传递路径上，扭矩从外连接件通过凹槽齿面均匀传递到内构件，每个齿的受力偏差控制在10%以内，不会出现个别齿过载失效的情况，相比单键连接，承载能力提升的同时，连接的对中精度也更高，能保证高速转动工况下的动平衡性能，适配部分需要转动输送的载荷接口需求。针对航天环境的温差变化，结构材料选用线膨胀系数匹配的同种金属加工，避免不同材料热胀冷缩量不一致导致的配合间隙变化，保证从地面常温到在轨极端温度环境下，配合性能始终保持在设计区间内，不会出现低温卡滞、高温间隙过大的问题。