分析机械配件的可靠性设计

李义伢

摘 要 衡量机械产品质量的关键就是要有好的可靠性，随着社会的发展，对机械产品的可靠性要求也日益提高。要做出质优的机械产品，那么首先要从设计上解决机械产品的固有可靠性要求，然后在加工中加以保证。良好的可靠性使得产品更有竞争力，因此机械配件的可靠性设计是很重要的。

关键词 机械配件 可靠性 设计

中图分类号：TH112 文献标识码：A

1机械配件可靠性设计的现状与作用

目前，传统的可靠性设计方法在设计机械配件时，一般都将配件的强度、应力和安全系数当作是单值的。这样由于没有考虑到各个参数间的随机性，把各个设计参数看成是唯一的确定值，因此并不能准确判断配件正常运行的概率，很难与客观实际相符和，工作人员也就不好把握其设计产品的可靠性。

可靠性设计是指以使得产品具有稳定可靠性为目的的设计技术，又称为概率设计法。将强度、应力、配件尺寸等各设计参数看作随机性的变量，并服从一定规律的分布，应用数理统计、概率论与力学理论，综合所有随机因素的影响，得出避免配件出现破坏概率的相关公式，由此形成与实际情况相符合的零部件设计，保证配件的可靠性与安全，使得失效产品的发生率在人为外接受范围内。以概率论和数理统计等作为工具的可靠性设计方法，规避了主观的人为因素，外界条件变化也得到了控制，设计结果更符合实际情况。这种方法很好的解决了两个问题，其一就是分析计算根据设计进行，确保了机械配件的可靠；其二就是根据具体任务提出的指标，明确的确定了各参数，使得生产者对机械配件的生产有了更清晰的理解，以防出现差错。

2机械配件可靠性设计的方法

（1）机械设备的运作是在一个完整的串联系统中。提高机械设备的可靠性， 首先需要优化机械配件的可靠性。那么机械设备的配件就需要进行严格的选择，标准件和通用件要优先选用。使用之前要对配件进行分析验证，最大程度利用故障分析成果，以成熟的经验和经过分析证实方案的可行性，不可盲目选用方案。

（2）在满足特定工作的条件下，设计理应从简优化，比如配件的数量尽量避免剩余，越复杂就越容易出现错误和问题。这是可靠性设计的一个基本原则，也是避开故障、提高可靠性的最有效方式。从简优化需要从整体着手，认真细腻分析配件的组合以便得出最合适的方法。得出合适的方法之后，对完成规定功能设置重复的结构，备件等，以防局部失效或故障时，机械设备整体运作系统还保存规定的功能数据。

（3）将应力和强度干涉理论作为基础理论依据，把应力和强度等参数作为服从一定分布的随机变量处理。建立符合可靠性设计标准的概率数学模型，通过概率与数理统计理论和强度理论，得出在给定条件下零部件产生破坏的概率公式，求出在给定的可靠度中零部件的尺寸、寿命等，使其符合要求并且得出最好的设计参数。

（4）对可靠性、质量、体积、成本等因素进行综合衡量后，制定出最佳方案的设计方法。然而机械配件生产之初，就应该将配件在整个寿命周期内可能遭遇的各种外界环境影响考虑在内，包括运输的碰撞、空气干湿程度对设备的作用、 设备保养合理程度等，通过对这些环境因素的分析，在零部件生产用料和生产技艺上进行优化，从而进行保护和保证机械配件的长久使用性与安全性。

综上所述，机械配件的可靠性设计是在运用传统方法的基础上，慢慢经过人为分析验证改善的。优秀的机械配件可靠性设计，在把握设计参数的随机性，多参数设计以及预测计算该配件的可靠性的问题上是相通的。具有良好的可靠性指标是保证产品在市场上占有一席之地的重要指标，因此机械配件的可靠性设计的重要性不言而喻。机械配件的设计不仅需要与时俱进，把握时代的创新精神，更需要把握配件质量保证和可靠性设计的科学方案。

由于机械产品有着千差万别的功能和结构相异之处，因此，机械零部件可靠性的设计方法的选择需要因地制宜。

参考文献

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