可靠性設計

　　保證機械及其零部件滿足給定的可靠性指標的一種機械設計方法。與可靠性設計有關的載荷、強度、尺寸和壽命等資料都是隨機變數，必須用概率統計方法進行處理。重要產品必須採用可靠性設計，以使產品既可靠又經濟。

　　可靠性問題的研究開始於第二次世界大戰，是因處理電子產品不可靠問題而發展起來的。可靠性設計用在機械方面的研究始於60年代，首先應用於軍事和宇航等工業部門，隨後逐漸擴展到民用工業。

　　可靠性的定量量尺度稱可靠度。它是產品在規定的條件下和規定的時間內完成規定功能的概率。一般用平均壽命、平均故障間隔等表示。對於一次性使用的產品，則可用成功率等表示。

　　由幾個部分有機地組成的機械或部件等，均可看成一個系統。系統中任一部分失效，系統就失效者稱為串聯系統，例如由聯軸器。軸、軸承、蝸桿和蝸輪組成的傳動系統，其中任一部分失效該系統就失效。系統中所有部分失效後系統才失效的稱為並聯系統，例如宇航降落傘所用的由兩個以上切具組成的切割系統，隻要有一個切具不失效，降落傘就可張開。設系統中各部分的可靠度分別為R₁，R₂，…，R_n，則串聯系統的可靠度為R_s＝R₁·R₂…R_n；並聯系統的可靠度R_s＝1-(1-R₁)(1-R₂)…(1-R_n)。較復雜的系統常為各種串聯和並聯的組合。

　　設計機械系統時，其可靠性水平應按工作需要、技術水平、研制時間和成本等要求決定。確定系統可靠性指標後，一般先就功能和結構擬定初步設計方案，再從可靠性的角度進行失效形式、影響分析和可靠性預測。這時對缺乏經驗的部分需進行必要的試驗。預測時要註意瞭解各部分間可靠性的關系和薄弱環節。當預測的結果未滿足指定的要求時，應根據差距進行可靠性分配，給予各部分合理的可靠性指標。這時要註意改進薄弱環節，如采用儲備措施，反復改進以形成一個較優的設計方案。

　　各部分有瞭明確的可靠性指標後，根據不同計算準則，進行零件的設計計算。所用的計算方法主要有：根據載荷和強度的分佈計算可靠度或所需的尺寸；根據載荷和壽命的分佈計算可靠度或安全壽命；求出可靠度與安全系數間的定量關系，沿用常規設計的方法計算所需的尺寸或驗算安全系數。