廉庆佳 吴超

摘要：设计产品可靠性是设计者在进行机械产品设计的主要工作。为了能够使机械产品设计的可靠性得以显著的提高，设计人员应根据机械产品的特性，按照相应的原则，选择最佳的可靠性设计方法，有效保证机械产品的可靠性。本文分析了机械产品可靠性设计的原则，并进一步探讨了机械产品可靠性设计的方法。

关键词：：机械产品;可靠性设计;方法

引言

机械产品可靠性指的是在特定的条件和时间下，机械产品具有规定的功能。而机械产品可靠性设计指的是在满足规定的情况下，保证设计的机械产品符合相关的可靠性要求。机械产品可靠性设计不但要应用传统的机械设计技术，还需要和一些新兴的工程技术有机的融合在一起应用。

一、机械产品可靠性设计的原则

（一）传统设计结合现代设计

传统设计存在一定的缺陷，但是具有直观和简单等优势，能够使机械产品可靠性设计要求得到基本的满足，在一些特定情况下传统设计方法具有较高的价值。而现代的设计方法能够很好的满足一些对精度要求很高的零部件可靠性设计。因此，机械产品可靠性设计应充分的结合传统设计和现代设计方法。

（二）定量设计结合定性设计

定量设计指的是根据强度和应力的分布情况定量计算和分析可靠性，而定向设计指的是充分利用成功的设计经验，有针对性的设计出符合规定可靠性的机械产品。但是定量计算方法不适合所有的性能指标，所以，单一的使用定量设计无法实现机械产品可靠性设计要求，这就需要采用定性设计方法，定性设计能够对设计人员设计中潜在的故障是否考虑进行检查，防止再次出现类似故障，从而使机械产品设计的可靠性得以有效的保障。因此，機械产品可靠性设计时应将定量设计和定性设计有机的结合起来应用[1]。

（三）可靠性设计结合耐久性设计

机械产品失效分为损耗性和偶发性两种类型，因此，在机械产品设计时应充分考虑不同的失效机理。可靠性设计一般是为了解决偶发性失效问题，即机械产品的使用时间，而耐久性设计主要是解决损耗性失效问题，即机械产品的使用寿命。因此，机械产品可靠性设计时应将可靠性和耐久性设计结合在一起。

二、机械产品可靠性设计的方法

（一）预防系统故障的设计

大部分的机械产品都是串联系统，如果其中一部分出现故障就会使整个系统的功能丧失。为了有效保障机械产品的可靠性，设计人员应充分重视产品设计的各个环节，严格控制各个零部件的设计质量，要确保所选用的零部件符合相关的要求，并根据设计标准开展设计选型工作。同时，充分利用现有的故障分析成果不断优化设计验证后的设计方案[2]。

（二）功能结构简化的设计

设计机械产品的基本原则就是简单可靠，机械产品功能结构越简化越能够提高机械产品的可靠性。基于此，在满足所规定功能的基础上机械结构设计应越简单。设计人员如果对结构设计进行简化，最大程度的减少零部件的使用数量，机械产品的可靠性就会得以提高。需要注意的是，简化设计不能由于减少零部件的使用数量而使其他零部件超出承受能力，这样也就无法实现提高机械产品可靠性的目标。

（三）零部件降额的设计

零部件降额的设计就是设计零部件的实际承受能力不超过定额承受能力，通常采用降低零部件承受力或者提升零部件结构强度等方法来实现零部件降额。只有保证零部件的实际承受能力不超过定额承受力，才能够提高机械产品的可靠性。如果机械零部件的结构强度呈现不确定分布状态情况下，为了提高平均强度，可以采用加大安全系数的方法，这样也能够使平均承受力得以减少。为了减少应力变化，可以采用限制使用条件的方法，从而结构强度的变化也得以减少。另外，可以采用极限状态设计法设计关键零部件，这样在恶劣的环境下也能够保证零部件的可靠性[3]。

（四）零部件余度的设计

零部件余度设计指的是设置已完成规定功能零部件的重复功能机构，目的是为了一旦局部零部件出现故障能够保证整个系统设备的功能，从而保证机械产品运行的稳定性。如果对机械产品局部零部件可靠性提出了很高的要求，传统的设计方法无法满足这一要求，或费用较高时应采用余度设计方法。需要注意的是，虽然余度设计能够使机械整体系统的可靠性得以显著的提升，但是会降低机械的基本可靠性，进而增加了制造成本，所以，应慎重选择零部件的余度设计[4]。

结束语

综上所述，机械可靠性设计是多种设计方法的结合，近年来，随着我国科学技术的不断发展和进步，在机械产品可靠性设计方面已经广泛应用多种新技术。为了提高机械产品设计的可靠性，应将多种设计方法有机的结合在一起开展设计工作。

【参考文献】：

[1] 涂晓琴. 机械产品可靠性设计方法的研究[J]. 中国设备工程， 2020， No.457（21）：112-114.

[2] 刘峰， 王庆鑫， 赵秉祝. 机械工程的可靠性优化设计分析[J]. 中国室内装饰装修天地， 2020， 000（001）：179.

[3] 张驰， 钟硕， 刘策. 机械工程的可靠性优化设计探讨[J]. 数字通信世界， 2020（5）：279-279.

[4] 岳立欢. 机械零件可靠性的优化探究[J]. 产城（上半月）， 2019（6）：0071-0071.

作者简介：廉庆佳（1993—），男，辽宁沈阳人，本科学历，机械设计制造及其自动化专业。

吴超（1993—），男，内蒙古赤峰人，本科学历，机械设计制造与自动化专业。