機械可靠性一般可分為結(jié)構(gòu)可靠性和機構(gòu)可靠性。結(jié)構(gòu)可靠性主要考慮機械結(jié)構(gòu)的強度以及由于載荷的影響使之疲勞、磨損、斷裂等引起的失效；機構(gòu)可靠性則主要考慮的不是強度問題引起的失效，而是考慮機構(gòu)在動作過程由于運動學(xué)問題而引起的故障。
機械可靠性設(shè)計可分為定性可靠性設(shè)計和定量可靠性設(shè)計。所謂定性可靠性設(shè)計就是在進行故障模式影響及危害性分析的基礎(chǔ)上，有針對性地應(yīng)用成功的設(shè)計經(jīng)驗使所設(shè)計的產(chǎn)品達到可靠的目的。所謂定量可靠性設(shè)計就是充分掌握所設(shè)計零件的強度分布和應(yīng)力分布以及各種設(shè)計參數(shù)的隨機性基礎(chǔ)上，通過建立隱式極限狀態(tài)函數(shù)或顯式極限狀態(tài)函數(shù)的關(guān)系設(shè)計出滿足規(guī)定可靠性要求的產(chǎn)品。
機械可靠性設(shè)計方法是常用的方法，是目前開展機械可靠性設(shè)計的一種最直接有效的方法，無論結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計還是機構(gòu)可靠性設(shè)計都是大量采用的常用方法?？煽啃远吭O(shè)計雖然可以按照可靠性指標(biāo)設(shè)計出滿足要求的恰如其分的零件，但由于材料的強度分布和載荷分布的具體數(shù)據(jù)目前還很缺乏，加之其中要考慮的因素很多，從而限制其推廣應(yīng)用，一般在關(guān)鍵或重要的零部件的設(shè)計時采用。
機械可靠性設(shè)計由于產(chǎn)品的不同和構(gòu)成的差異，可以采用的可靠性設(shè)計方法有：
1.預(yù)防故障設(shè)計
機械產(chǎn)品一般屬于串聯(lián)系統(tǒng).要提高整機可靠性,首先應(yīng)從零部件的嚴(yán)格選擇和控制做起。例如，優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件；選用經(jīng)過使用分析驗證的可靠的零部件；嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)的選擇及對外購件的控制；充分運用故障分析的成果，采用成熟的經(jīng)驗或經(jīng)分析試驗驗證后的方案。
2.簡化設(shè)計
在滿足預(yù)定功能的情況下，機械設(shè)計應(yīng)力求簡單、零部件的數(shù)量應(yīng)盡可能減少，越簡單越可靠是可靠性設(shè)計的一個基本原則，是減少故障提高可靠性的最有效方法。但不能因為減少零件而使其它零件執(zhí)行超常功能或在高應(yīng)力的條件下工作。否則，簡化設(shè)計將達不到提高可靠性的目的。
3.降額設(shè)計和安全裕度設(shè)計
降額設(shè)計是使零部件的使用應(yīng)力低于其額定應(yīng)力的一種設(shè)計方法。降額設(shè)計可以通過降低零件承受的應(yīng)力或提高零件的強度的辦法來實現(xiàn)。工程經(jīng)驗證明，大多數(shù)機械零件在低于額定承載應(yīng)力條件下工作時，其故障率較低，可靠性較高。為了找到最佳降額值，需做大量的試驗研究。當(dāng)機械零部件的載荷應(yīng)力以及承受這些應(yīng)力的具體零部件的強度在某一范圍內(nèi)呈不確定分布時，可以采用提高平均強度（如通過大加安全系數(shù)實現(xiàn)）、降低平均應(yīng)力，減少應(yīng)力變化（如通過對使用條件的限制實現(xiàn)）和減少強度變化（如合理選擇工藝方法，嚴(yán)格控制整個加工過程，或通過檢驗或試驗剔除不合格的零件）等方法來提高可靠性。對于涉及安全的重要零部件，還可以采用極限設(shè)計方法，以保證其在最惡劣的極限狀態(tài)下也不會發(fā)生故障。
4.余度設(shè)計
余度設(shè)計是對完成規(guī)定功能設(shè)置重復(fù)的結(jié)構(gòu)、備件等，以備局部發(fā)生失效時，整機或系統(tǒng)仍不致于發(fā)生喪失規(guī)定功能的設(shè)計。當(dāng)某部分可靠性要求很高，但目前的技術(shù)水平很難滿足，比如采用降額設(shè)計、簡化設(shè)計等可靠性設(shè)計方沙土，還不能達到可靠性要求，或者提高零部件可靠性的改進費用比重復(fù)配置還高時，余度技術(shù)可能成為叭一或較好的一種設(shè)計方法，例如采用雙泵或雙發(fā)動機配置的機械系統(tǒng)，但應(yīng)該注意，余度設(shè)計往往使整機的體積、重量、費用均相應(yīng)增加。余度設(shè)計提高了機械系統(tǒng)的任務(wù)可靠度，但基本可靠性相應(yīng)降低了，因此采用余度設(shè)計時要慎重。
5.耐環(huán)境設(shè)計
耐環(huán)境設(shè)計是在設(shè)計時就考慮產(chǎn)品在整個壽命周期內(nèi)可能遇到的各種環(huán)境影響，例如裝配、運輸時的沖擊，振動影響，貯存時的溫度、濕度、霉菌等影響，使用時的氣候、沙塵振動等影響。因此，必須慎重選擇設(shè)計方案，采取必要的保護措施，減少或消除有害環(huán)境的影響。具體地講，可以從認(rèn)識環(huán)境、控制環(huán)境和適應(yīng)環(huán)境三方面加以考慮。認(rèn)識環(huán)境指的是：不應(yīng)只注意產(chǎn)品的工作環(huán)境和維修環(huán)境，還應(yīng)了解產(chǎn)品的安裝、貯存、運輸?shù)沫h(huán)境。在設(shè)計和試驗過程中必須同時考慮單一環(huán)境和組合環(huán)境兩種環(huán)境條件；不應(yīng)只關(guān)心產(chǎn)品所處的自然環(huán)境，還要考慮使用過程所誘發(fā)出的環(huán)境?？刂骗h(huán)境指的是：在條件允許時，應(yīng)在小范圍內(nèi)為所設(shè)計的零部件創(chuàng)造一個良好的工作環(huán)境條件，或人為地改變對產(chǎn)品可靠性不利的環(huán)境因素。適應(yīng)環(huán)境指的是：在無法對所有環(huán)境條件進行人為控制時，在設(shè)計方案、材料選擇、表面處理、涂層防護等方面采取措施，以提高機械零部件本身耐環(huán)境的能力。
6.人機工程設(shè)計
人機工程設(shè)計的目的是為減少使用中人的差錯，發(fā)揮人和機器各自的特點以提高機械產(chǎn)品的可靠性。當(dāng)然，人為差錯除了人自身的原因外，操縱臺、控制及操縱環(huán)境等也與人的誤操作有密切的關(guān)系。因此，人機工程設(shè)計是要保證系統(tǒng)向人傳達的住處的可靠性。例如，指示系統(tǒng)不僅顯示器靠，而且顯示的方式、顯示器的配置等都使人易于無誤地接受；二是控制、操縱系統(tǒng)可靠，不僅儀器及機械有滿意的精度，而且適于人的使用習(xí)慣，便于識別操作，不易出錯，與安全有關(guān)的，更應(yīng)有防誤操作設(shè)計；三是設(shè)計的操作環(huán)境盡量適合于人的工作需要，減少引起疲勞、干擾操作的因素，如溫度、濕度、氣壓、光線、色彩、噪聲、振動、沙塵、空間等。
7.健壯性設(shè)計
健壯性設(shè)計最有代表性的方法是日本田口玄一博士創(chuàng)立的田口方法，即所謂的一個產(chǎn)品的設(shè)計應(yīng)由系統(tǒng)設(shè)計、參數(shù)設(shè)計和容差設(shè)計的三次設(shè)計來完成，這是一種在設(shè)計過程中充分考虛影響其可靠性的內(nèi)外干擾而進行的一種優(yōu)化設(shè)計。這種方法已被美國空軍制定的RM2000年中作為一種抗變異設(shè)計以及提高可靠性的有效方法。
8.概率設(shè)計法
概率設(shè)計法是以應(yīng)力一強度干涉理論著基礎(chǔ)的，應(yīng)力一強度干涉理論將應(yīng)力和強度作為服從一定分布的隨機變量處理。本書第3、4章將介紹這方面內(nèi)容。
9.權(quán)衡設(shè)計
權(quán)衡設(shè)計是指在可靠性、維修性、安全性、功能重量、體積、成本等之間進行綜合權(quán)衡，以求得最佳的結(jié)果。
10.模擬方法設(shè)計
隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，模擬方法日趨完善，它不但可用于機械零件的可靠性定量設(shè)計，也可用于系統(tǒng)級的可靠性定量設(shè)計。
當(dāng)然，機械可靠性設(shè)計的方法絕不能離開傳統(tǒng)的機械設(shè)計和其它的一些優(yōu)化設(shè)計方法，如機械計算機輔助設(shè)計、有限元分析等。
您是第位訪客
