一种在轨空间柔性齿轮机构动态耦合时变故障率分析方法，它有七大步骤：一、针对在轨空间柔性齿轮机构中轴是弹性体，建立柔性轴的动力学方程，并采用有限元方法分析；二、建立齿轮动力学方程；三、建立在轨空间柔性齿轮机构中柔性轴与齿轮耦合的非线性动力学方程；四、进行空间柔性齿轮机构传动激励分析；五、采用Newmark算法计算动载荷系数；六、在轨空间柔性齿轮机构中齿轮弯曲应力可靠性极限状态函数的建立；七、空间柔性齿轮机构动态可靠度与故障率分析。本发明避免了传统的传递矩阵法和振型叠加法因非线性因素导致的可靠度计算精度低问题，对于提高空间柔性机构等航天器可靠性具有工程实用价值。本发明同样适用于其他柔性齿轮机构。