关节轴承是一种结构简单、体积小、承载能力强的特殊滑动轴承,可以实现低速摆动、倾斜和回转运动,因而可以被广泛应用于航空飞行器,比如飞机的旋翼系统、操纵系统、起落架、传动系统和航空发动机等关键部件上。在其他工程机械方面也有着广泛的应用。直升机螺旋桨是直升机操纵系统的核心部件,其上面的关节轴承的性能则直接影响直升机的操纵性能,其在工作时,承受摆动、大扭矩的作用,容易造成内外圈间隙增大,甚至出现卡死等现象,从而可能引发事故,究其原因是摩擦磨损导致的。作为航空结构件,需要找到一种轻质及摩擦学特性优异的材料用于关节轴承的研制。因此研制出一种在较宽温度下摩擦学性能良好的自润滑关节轴承材料具有重要的研究价值。本文以Ti-48Al-2Cr-2Nb基合金为基体材料,添加适量的TiB₂及复合固体润滑剂MC（MoS₂、CeF₃）以制备出力学性能优异、较宽温度下耐磨性能好、具有自润滑特性的TiAl基自润滑复合材料,为下一步直升机螺旋桨用TiAl基自润滑关节轴承的制备提供有效的理论基础。本文主要的研究内容如下:在TiAl基体材料中添加质量分数分别为5%、10%、15%Ti B₂,利用真空热压烧结技术制备TiAl基复合材料。研究发现适量的TiB₂的添加能够有效地提升合金的硬度和抗弯强度,改善TiAl合金的力学性能;随着TiB₂的添加量的增加,TiAl基复合材料的耐磨损性能提高,TiB₂的添加可以有效提升材料的磨损性能。通过对添加TiB₂的TiAl基复合材料的力学和摩擦学性能的综合分析发现在TiAl基体材料中添加质量分数10%的TiB₂时,所制得的TiAl基复合材料具有最佳的综合性能。在TiAl基体材料中添加质量分数10%Ti B₂的基础上,继续添加质量分数分别为5%、10%、15%的复合固体润滑剂MC（MoS₂、CeF₃）,制备出TiAl基自润滑复合材料,对其进行力学及室温到600°C状态下的摩擦磨损试验,分析发现复合固体润滑剂MC（MoS₂、CeF₃）的加入会降低材料的密度和硬度,可以显著改善室温到600°C温度下的摩擦学性能,且当wt5%MC（MoS₂、CeF₃）-wt10%TiB₂时TiAl基自润滑复合材料表现出最佳的减磨性以及耐磨性。对性能较为优异的TiAl基自润滑复合材料的关节轴承进行径向载荷、轴向载荷、联合载荷等工况条件下的接触应力分析,及摩擦热应力分析,并利用正交试验对其进行一定的结构优化,最终确定一组较优的结构尺寸为内圈球面直径20.8mm、内圈宽度13.8mm、外圈宽度10.4mm。