机械零部件的可靠性优化设计探究

1 机械零部件可靠性设计的作用

可靠性设计是指以形成产品可靠性为目标的设计技术,又称概率设计,将外载荷、承受能力、零部件尺寸等各设计参数看作随机性的变量,并服从一定的分布,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,得出避免零部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,确保零部件的可靠性和结构安全,控制失效的发生率在可接受的范围内。概率设计法的作用体现在两个问题的解决。首先,分析计算根据设计而进行,确定了产品的可靠度;其次,根据任务提出的可靠性指标,确定零部件的参数,从而帮助设计者和生产者对零部件可靠性有清晰明确的了解。

2 机械零部件可靠性优化设计现状

目前,主要使用可靠性优化设计方法还是传统的设计方法。这种方法在设计机械零件时,一般都将零件的强度、应力和安全系数都是当作是单值的,将安全系数与根据实际使用经验规定的某一数值相比较,如果前者大于后者,就说明零件是安全的。但是由于没有考虑到各参数的随机性,把各个设计参数看成是单一的确定值,因此并不能预测零部件可靠运行的概率,很难与客观实际的最优化方案相符,设计人员也不好把握其设计产品的可靠性。

以概率论和数理统计等作为工具的可靠性设计方法,避开了主观

可靠性与优化设计

可靠性与优化设计【摘要】改革开放为我国的机械工程制造业带来了良好的发展机遇，经过三多年的努力，机械工程制造业已经取得了很大的发展成果，成为国民经济中重要的支柱。在机械工程制造业当中，对其进行的可靠性优化设计具有非常重要的作用。本文就机械工程中的可靠性优化设计问题进行了探讨，以供参考。【关键词】机械工程;可靠性;优化设计 1、前言当今社会，科学技术飞速发展，人们不仅对多功能产品有强烈的需求，也需要多功能产品可以实现其应具备的功能。产品的可靠性优化设计是以产品功能的可靠性使用为目的而应运而生的产物，从产生开始到现在，已经得到了迅速的发展与广泛地使用[1]。在进行机械工程的产品设计时，将可靠性理论与技术应用于其中，并根据需要与可能，将产品的可靠性使用作为优先考虑的设计准则；在满足时间、费用及性能的基础上，让设计出的机械工程产品符合可靠性的要求。可靠性的设计问题在涉及传统的设计技术的同时，也与价值工程、系统工程、环境工程及质量控制工程等有着密切的关系。因此，可靠性设计是多学科与多技术相互交叉融合的一种新兴技术。

2、机械工程产品的可靠性优化设计现状分析由于我国的特殊历史原因，机械工程制造业与西方发达国家机械制造业相比，显得相对落后，尤其是在可靠性设计的研究方面更是显得滞后。直到二世纪八年代，我国在机械工程的可靠性研究才取得了一些初步的成效，在某些个别的行业还成立了专门从事可靠性优化设计研究的组织与团体，并为社会培养了大批的可靠性优化设计研究的技术人才，制定出了整套可靠性优化设计的规范标准[2]。从总体上来看，过去的可靠性优化设计研究比较偏重于理论，但在生产实践中，对于理论的应用则是比较少，就这一点而言，与制造业相对较为发达的国家相比较，存在着许多不足之处。 3、可靠性优化设计在机械工程中的应用机械工程产品的可靠性优化设计在产品的生产与使用周期的各环节都起着重要作用。这些环节主要有产品的设计、制造、使用及售后维修等。以下就机械工程产品的设计、制造及使用三个环节展开讨论可靠性优化设计问题。机械工程产品设计环节可靠性优化设计机械工程产品的设计主要包括装配整体设计与零件组装设计。对机械产品进行可靠性优化设计时，可以将其当作一个整体，设计的方法主要有两种，第一种方法为：先大致了解机械的完整系统，并分析组成整体的零部件具有多大程度的可靠性，据此推断出整体具有多大程度的可靠性；这种方法即为预测整体设

机械设计过程存在的问题

机械设计禁忌第 1 章提高强度和刚度的结构设计 1.1 避免受力点与支持点距离太远 1.2 避免悬臂结构或减小悬臂长度 1.3 勿忽略工作载荷可以产生的有利作用 1.4 受振动载荷的零件避免用摩擦传力 1.5 避免机构中的不平衡力 1.6 避免只考虑单一的传力途径 1.7 不应忽略在工作时零件变形对于受力分布的影响 1.8 避免铸铁件受大的拉伸应力 1.9 避免细杆受弯曲应力 1.10 受冲击载荷零件避免刚度过大 1.11 受变应力零件避免表面过于粗糙或有划痕 1.12 受变应力零件表面应避免有残余拉应力 1.13 受变载荷零件应避免或减小应力集中 1.14 避免影响强度的局部结构相距太近 1.15 避免预变形与工作负载产生的变形方向相同 1.16 钢丝绳的滑轮与卷筒直径不能太小 1.17 避免钢丝绳弯曲次数太多，特别注意避免反复弯曲 1.18 起重时钢丝绳与卷筒联接处要留有余量 1.19 可以不传力的中间零件应尽量避免受力 1.20 尽量避免安装时轴线不对中产生的附加力 1.21 尽量减小作用在地基上的力第 2 章提高耐磨性的结构设计 2.1 避免相同材料配成滑动摩擦副 2.2 避免白合金耐磨层厚度太大 2.3 避免为提高零件表面耐磨性能而提高对整个零件的要求 2.4 避免大零件局部磨损而导致整个零件报废 2.5 用白合金作轴承衬时，应注意轴瓦材料的选择和轴瓦结构设计2.6 润滑剂供应充分，布满工作面 2.7 润滑油箱不能太小 2.8 勿使过滤器滤掉润滑剂中的添加剂 2.9 滑动轴承的油沟尺寸、位置、形状应合理 2.10 滚动轴承中加入润滑脂量不宜过多 2.11 对于零件的易磨损表面增加一定的磨损裕量 2.12 注意零件磨损后的调整 2.13 同一接触面上各点之间的速度、压力差应该小 2.14 采用防尘装置防止磨粒磨损 2.15 避免形成阶梯磨损 2.16 滑动轴承不能用接触式油封 2.17 对易磨损部分应予以保护 2.18 对易磨损件可以采用自动补偿磨损的结构

机械优化设计论文(基于MATLAB工具箱的机械优化设计)

基于MATLAB工具箱的机械优化设计长江大学机械工程学院机械11005班刘刚摘要：机械优化设计是一种非常重要的现代设计方法，能从众多的设计方案中找出最佳方案，从而大大提高设计效率和质量。本文系统介绍了机械优化设计的研究内容及常规数学模型建立的方法，同时本文通过应用实例列举出了MATLAB 在工程上的应用。关键词：机械优化设计；应用实例；MATLAB工具箱；优化目标优化设计是20世纪60年代随计算机技术发展起来的一门新学科, 是构成和推进现代设计方法产生与发展的重要内容。机械优化设计是综合性和实用性都很强的理论和技术, 为机械设计提供了一种可靠、高效的科学设计方法, 使设计者由被动地分析、校核进入主动设计, 能节约原材料, 降低成本, 缩短设计周期, 提高设计效率和水平, 提升企业竞争力、经济效益与社会效益。国内外相关学者和科研人员对优化设计理论方法及其应用研究十分重视, 并开展了大量工作, 其基本理论和求解手段已逐渐成熟。国内优化设计起步较晚, 但在众多学者和科研人员的不懈努力下, 机械优化设计发展迅猛, 在理论上和工程应用中都取得了很大进步和丰硕成果, 但与国外先进优化技术相比还存在一定差距, 在实际工程中发挥效益的优化设计方案或设计结果所占比例不大。计算机等辅助设备性能的提高、科技与市场的双重驱动, 使得优化技术在机械设计和制造中的应用得到了长足发展, 遗传算法、神经网络、粒子群法等智能优化方法也在优化设计中得到了成功应用。目前, 优化设计已成为航空航天、汽车制造等很多行业生产过程的一个必须且至关重要的环节。一、机械优化设计研究内容概述机械优化设计是一种现代、科学的设计方法, 集思考、绘图、计算、实验于一体, 其结果不仅“可行”, 而且“最优”。该“最优”是相对的, 随着科技的发展以及设计条件的改变, 最优标准也将发生变化。优化设计反映了人们对客观世界认识的深化, 要求人们根据事物的客观规律, 在一定的物质基和技术条件下充分发挥人的主观能动性, 得出最优的设计方案。优化设计的思想是最优设计, 利用数学手段建立满足设计要求优化模型; 方法是优化方法, 使方案参数沿着方案更好的方向自动调整, 以从众多可行设计方案中选出最优方案; 手段是计算机, 计算机运算速度极快, 能够从大量方案中选出“最优方案“。尽管建模时需作适当简化, 可能使结果不一定完全可行或实际最优, 但其基于客观规律和数据, 又不需要太多费用, 因此具有经验类比或试验手段无可比拟的优点, 如果再辅之以适当经验和试验, 就能得到一个较圆满的优化设计结果。传统设计也追求最优结果, 通常在调查分析基础上, 根据设计要求和实践

机械零件的可靠性优化设计

题目：机械零件的可靠性优化设计课程名称：现代设计理论与方法机械零件自从出现机械，就有了相应的机械零件。随着机械工业的发展，新的设计理论和方法、新材料、新工艺的出现，机械零件进入了新的发展阶段。有限元法、断裂力学、弹性流体动压润滑、优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计（CAD）、系统分析和设计方法学等理论，已逐渐用于机械零件的研究和设计。更好地实现多种学科的综合，实现宏观与微观相结合，探求新的原理和结构，更多地采用动态设计和精确设计，更有效地利用电子计算机，进一步发展设计理论和方法，是这一学科发展的重要趋向。机械零件是指直接加工而不经过装配的机器组成单元。机械零件是机械产品或系统的基础，机械产品由若干零件和部件组成。按照零件的应用范围，可将零件分为通用零件和专用零件二类。通用的机械零件包括齿轮、弹簧、轴、滚动轴承、滑动轴承、联轴器、离合器等。机械零件设计就是确定零件的材料、结构和尺寸参数，使零件满足有关设计和性能方面的要求。机械零件除一般要满足强度、刚度、寿命、稳定性、公差等级等方面的设计性能要求，还要满足材料成本、加工费用等方面的经济性要求。机械零件优化设计概述进行机械零件的设计，一般需要确定零件的计算载荷、计算准则及零件尺寸参数。零件计算载荷和计算准则的确定，应当依据机械产品的总体设计方案对零件的工作要求进行载荷等方面的详细分析，在此基础上建立零件的力学模型，考虑影响载荷的各项因素和必要的安全系数，确定零件的计算载荷;对零件工作过程可能出现的失效形式进行分析，确定零件设计或校核计算准则。零件材料和参数的确定，应当依据零件的工作性质和要求，选准适合于零件工作状况的材料;分析零件的应力或变形，根据有关计算准则，计算确定零件的主要尺寸参数，并进行参数的标准化。所谓机械零件优化设计是将零件设计问题描述为数学优化模型，采用优化方法求解一组零件设计参数。机械零件设计中包含了许多优化问题，例如零件设计方案的优选问题、零件尺寸参数优化问题、零件设计性能优化问题等。国内机械设计领域技术人员针对齿轮、弹簧、滚动轴承、滑动轴承、联轴器、离合器等零件优化设计问题开展了大量的工作，解决了齿轮传动比优化分配、各种齿轮参数优化、各种齿轮减速器优化设计、各种齿轮传动的可靠性优化、齿轮传动和减速

机械设计禁忌汇总

第1章提高强度和刚度的结构设计 1.1避免受力点与支持点距离太远 1.2避免悬臂结构或减小悬臂长度 1.3勿忽略工作载荷可以产生的有利作用 1.4受振动载荷的零件避免用摩擦传力 1.5避免机构中的不平衡力 1.6避免只考虑单一的传力途径 1.7不应忽略在工作时零件变形对于受力分布的影响1.8避免铸铁件受大的拉伸应力 1.9避免细杆受弯曲应力 1.10受冲击载荷零件避免刚度过大 1.11受变应力零件避免表面过于粗糙或有划痕 1.12受变应力零件表面应避免有残余拉应力 1.13受变载荷零件应避免或减小应力集中 1.14避免影响强度的局部结构相距太近 1.15避免预变形与工作负载产生的变形方向相同 1.16钢丝绳的滑轮与卷筒直径不能太小 1.17避免钢丝绳弯曲次数太多，特别注意避免反复弯曲1.18起重时钢丝绳与卷筒联接处要留有余量 1.19可以不传力的中间零件应尽量避免受力 1.20尽量避免安装时轴线不对中产生的附加力

1.21尽量减小作用在地基上的力第2章提高耐磨性的结构设计 2.1避免相同材料配成滑动摩擦副 2.2避免白合金耐磨层厚度太大 2.3避免为提高零件表面耐磨性能而提高对整个零件的要求 2.4避免大零件局部磨损而导致整个零件报废 2.5用白合金作轴承衬时，应注意轴瓦材料的选择和轴瓦结构设计2.6润滑剂供应充分，布满工作面 2.7润滑油箱不能太小 2.8勿使过滤器滤掉润滑剂中的添加剂 2.9滑动轴承的油沟尺寸、位置、形状应合理 2.10滚动轴承中加入润滑脂量不宜过多 2.11对于零件的易磨损表面增加一定的磨损裕量 2.12注意零件磨损后的调整 2.13同一接触面上各点之间的速度、压力差应该小 2.14采用防尘装置防止磨粒磨损 2.15避免形成阶梯磨损 2.16滑动轴承不能用接触式油封 2.17对易磨损部分应予以保护 2.18对易磨损件可以采用自动补偿磨损的结构第3章提高精度的结构设计 3.1尽量不采用不符合阿贝原则的结构方案

机械优化设计方法论文

浅析机械优化设计方法基本理论【摘要】在机械优化设计的实践中，机械优化设计是一种非常重要的现代设计方法，能从众多的设计方案中找出最佳方案，从而大大提高设计的效率和质量。每一种优化方法都是针对某一种问题而产生的，都有各自的特点和各自的应用领城。在综合大量文献的基础上，总结机械优化设计的特点，着重分析常用的机械优化设计方法，包括无约束优化设计方法、约束优化设计方法、基因遗传算方法等并提出评判的主要性能指标。【关键词】机械；优化设计；方法特点；评价指标一、机械优化概述机械优化设计是适应生产现代化要求发展起来的一门科学，它包括机械优化设计、机械零部件优化设计、机械结构参数和形状的优化设计等诸多内容。该领域的研究和应用进展非常迅速，并且取得了可观的经济效益，在科技发达国家已将优化设计列为科技人员的基本职业训练项目。随着科技的发展，现代化机械优化设计方法主要以数学规划为核心，以计算机为工具，向着多变量、多目标、高效率、高精度方向发展。]1[ 优化设计方法的分类优化设计的类别很多，从不同的角度出发，可以做出各种不同的分类。按目标函数的多少，可分为单目标优化设计方法和多目标优化设计方法按维数，可分为一维优化设计方法和多维优化设计方法按约束情况，可分为无约束优化设计方法和约束优化设计方法按寻优途径，可分为数值法、解析法、图解法、实验法和情况研究法按优化设计问题能否用数学模型表达，可分为能用数学模型表达的优化设计问题其寻优途径为数学方法，如数学规划法、最优控制法等。 1.1 设计变量设计变量是指在设计过程中进行选择并最终必须确定的各项独立参数，在优化过程中，这些参数就是自变量，一旦设计变量全部确定，设计方案也就完全确定了。设计变量的数目确定优化设计的维数，设计变量数目越多，设计空间的维数越大。优化设计工作越复杂，同时效益也越显著，因此在选择设计变量时。必须兼顾优化效果的显著性和优化过程的复杂性。

浅谈机械工程的可靠性优化设计

浅谈机械工程的可靠性优化设计近年来，随着我国科技水平的不断提升，各行各业都得到了不同程度的发展。尤其是工业机械水平的提升，使得我国机械制造领域发生了巨大的变化。为了促进我国机械工程的进一步发展，获取更多的经济效益和社会效益，应当对机械工程的可靠性进行优化。文章从我国机械工程产品的可靠性优化设计现状入手，对于可靠性优化设计在机械工程中的具体应用进行了简要的分析与探讨，以供有关工作人员参考与借鉴。标签：机械工程；可靠性；优化设计；探讨引言当前，随着我国社会经济的不断发展，人们的生活水平有了很大程度的提高。在科学技术快速发展的背景下，人们对于多功能机械产品的需求也有所增加。然而，从实际情况来看，现如今还存在一部分多功能机械产品的实际应用功能难以实现。因此，我国机械制造业的发展还有待于进一步提高。作为综合多学科与多技术的新兴设计技术之一，可靠性设计在机械工程的产品设计过程中已经得到了广泛的应用。文章对机械工程可靠性优化设计进行了相应的分析与探讨，以期通过可靠性优化设计方法，能够提高机械工程产品的质量。 1 机械工程产品的可靠性优化设计现状分析随着社会的不断发展，科学技术的进步推动着产品的更新与换代。人们生活水平的逐渐提高，对于产品的多功能性与可靠性提出了更高的要求。在科技水平不断提高的背景下，现有生产过程中所产出的机械工程产品的结构呈现出复杂化的特点。不但各式各样的优秀工艺被应用到生产制造中，而且产品的更新速度也在不断的加快。产品的结构复杂化特点，对于机械工程的可靠性设计提出了更高的要求。具体来讲，可靠性主要是指在特定要求的状态下，产品能够实现特定功效的水平。在机械制造领域中，生产单位要想生产出符合客户需求的产品，首先应当展开细致的规划设计，对于产品设计过程中潜在的问题要进行严格的控制，从而有效提升其稳定性，实现预期的目标。然而，从我国机械制造业的发展历程来看，相较于一些发达国家而言，我国机械制造业的起步较晚，仍然存在着一定的差距。在此背景下，与机械制造相关的可靠性分析工作同样进展的比较缓慢。自二十世纪八十年代以后，我国在机械制造方面有了一定程度的突破，并成立了专门的研究机构。从总体上来看，对于机械工程可靠性优化设计研究的重点主要在于理论方面。然而，从实践的角度出发可以发现，在机械工程生产过程中运用理论来解决实际问题的现象比较少见。因此，侧重于理论层面的机械工程可靠性优化设计与研究，是存在很大的局限性的，对于我国机械工程可靠性优化设计构成了比较严重的制约。 2 可靠性研究的发展过程

关于现代机械设计创新方法的研究

关于现代机械设计创新方法的研究摘要：随着我国企业机械优化设计方案的不断创新，一些新型的企业机械设计程序对提升机械软件的创新应用具有重要的作用。机械软件人员还应当不断加强专业学习，巩固专业知识，尤其要实现机械设计方案的创新发展与推广。相关企业应当加强机械设计领域的成本投入与质量监管机制，使我国企业机械设计方案得到优化。关键词：机械设计；创新；研究 Abstract：with the continuous innovation of mechanical optimization design schemes in Chinese enterprises，some new enterprise mechanical design programs play an important role in promoting the innovative application of mechanical software. Mechanical software personnel should also continue to strengthen professional learning，consolidate professional knowledge，especially to realize the innovative development and promotion of mechanical design schemes. 前言：时代的发展使得机械行业快速前进，此时与之相关的设计规定也越来越严格。创新是该行业的一次重大发展。对于发展中的我们国家来讲，要想和世界先进水平保持一致，就要不断优化设计理念，积极开展创新工作。 1 有关现代机械设计优化原理的概述 1.1 企业机械设计的概念和优化原理企业机械设计主要是一些技术人员进行编程系统或者机械软件的设计工作，尤其是要实现一些设计领域与机械设计方案的有效结合。计算机技术人员应当实现一些机械软件的有效应用，尤其要实现机械设计原理的不断优化，创新机械工程设计方案。[1]企业机械设计人员要合理设计相关的技术参数，将机械设计方案适用实现最优化。[2]企业机械设计人员还应当实现机械系统的充分运用、充分发挥企业机械设计系统的创新功能，这有利于提升现代机械设计的技术标准，这有利于促进我国现代机械人员实现整套机械设计的科学编制和优化设计。 1.2 现代企业机械设计的联系及特点现代企业机械设计作为一种包含目标函数、控制语句、数据结构、对象编程的高级阵列语言，企业机械设计和机械设计软件开发人员应当控制好输出和输入系统，有效指引用户在命令窗口中输入有效的执行命令，编写灵活科学的应用程序和运行。现代企业机械设计具有可拓展性强、可移植性好、工具方便特点的新型企业机械设计语言，有利于深入分析科学研究和工程计算的不同领域，使软件用户能够充分利用企业机械设计的目标函数和数据文件，具体包括企业机械设计桌面的编辑器和调试器，做好路径搜索和用户浏览工作，确保调试系统的完备程序的有序运行。 2 现代企业机械设计原理在创新设计中的运用探究 2.1 现代企业机械设计在计算机语言中的运用随着互联网的快速发展，企业机械设计在计算机语言中的运用中，它广泛运用于一些子程序的机械优化设计中，并且具备了非常好的的语言指导功能和非常高的可靠性。现在企业

产品结构设计注意事项

产品结构设计注意事项第一章塑胶结构设计规范一、结构设计材料及壁厚 1、材料选择 2、壳体厚度 3、零件厚度设计实例二、产品结构设计脱模斜度 1、脱模斜度要点三、产品结构设计加强筋 1、加强筋与壁厚的关系 2、加强筋设计实例四、产品结构设计螺丝柱和螺丝孔 1、柱子的问题 2、孔的问题 3、“减胶”的问题五、螺丝柱的设计六、产品结构设计止口应用 1、止口的作用 2、壳体止口的设计需要注意的事项 3、面壳与底壳断差的要求七、产品结构设计卡扣应用 1、卡扣设计的关键点 2、常见卡扣设计

第一章塑胶结构设计规范 1、材料及厚度 1.1、材料的选取 a.ABS塑料：高流动性，便宜，适用于对强度要求不太高的部件（不直接受冲击，不承受可靠性测试中结构耐久性的部件），如内部支撑架（键板支架、LCD支架）等。ABS电镀附着性能好，普遍用在产品电镀的零部件上（如按钮、侧键、装饰件）导航键、电镀装饰件等）。目前常用奇美PA-757、PA-777D等。 b.PC+ABS塑料：流动性好，强度不错，价格适中。适用于作高刚性、高冲击韧性的制件，如框架、壳体等。常用材料代号：拜尔T85、T65。 c.PC塑料：高强度，价格贵，流动性不好。适用于对强度要求较高的外壳、按键、传动机架、镜片等。常用材料代号如：帝人L1250Y、PC2405、PC2605。 d.POM塑料：具有高的刚度和硬度、极佳的耐疲劳性和耐磨性、较小的蠕变性和吸水性、较好的尺寸稳定性和化学稳定性、良好的绝缘性等。常用于滑轮、传动齿轮、蜗轮、蜗杆、传动机构件等，常用材料代号如：M90-44。 e.PA塑料：坚韧、吸水、但当水份完全挥发后会变得脆弱。常用于齿轮、滑轮等。受冲击力较大的关键齿轮，需添加填充物。材料代号如：CM3003G-30。 f.PMMA塑料：有极好的透光性，在光的加速老化240小时后仍可透过92%的太阳光，室外十年仍有89%，紫外线达78.5% 。机械强度较高，有一定的耐寒性、耐腐蚀，绝缘性能良好，尺寸稳定，易于成型，质较脆，常用于有一定强度要求的透明结构件，如镜片、遥控窗、导光件等。常用材料代号如：三菱VH001。 2、结构设计壳体的厚度 a.壁厚要均匀，厚薄差别尽量控制在基本壁厚的35%以内，整个部件的局部最小壁厚不得小于0.4mm，且该处背面不是A级外观面，并要求面积不得大于 100mm²。 b.在厚度方向上的壳体的厚度尽量在1.2~1.4mm，侧面厚度在1.5~1.7mm；外镜片支承面厚度0.8mm，内镜片支承面厚度最小0.6mm。根据产品不同壁厚，根据实际情况调整； c.电池盖壁厚取0.8~1.0mm。 d.塑胶制品的最小壁厚及常见壁厚推荐值见下表。塑料料制品的最小壁厚及常用壁厚推荐工程塑料最小壁厚小型制品壁厚中尼龙(PA)0.450.761聚乙烯(PE)0.60 1.251聚苯乙烯(PS)0.75 1.251有机玻璃(PMMA)0.80 1.502聚丙烯(PP)0.85 1.451聚碳酸酯(PC)0.95 1.802聚甲醛(POM)0.45 1.401聚砜(PSU)0.95 1.802 ABS0.80 1.502 PC+ABS0.75 1.502

实现机械工程的可靠性优化设计参考文本

实现机械工程的可靠性优化设计参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

实现机械工程的可靠性优化设计参考文本使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。自改革开放之后，中国的工程机械行业得到了前所未有的发展，经过30多年的不懈努力，机械工程制造业取得了巨大的发展成果，在国民经济中占有很大的比重。在机械工程行业里面，对其可靠性进行优化设计是十分必要的。在本文中，深入探讨了工程机械可靠性优化设计中的问题，以便参考。现代社会，科学技术的发展已不可同日而语，人们不仅对多功能产品的强烈需求，还希望多功能产品的各项能力非常突出。以提高产品的功能可靠性为目的，促使了产品产品的可靠性优化设计应运而生，从其概念的产生到如今，得到了迅速发展和广泛使用。在开展工程机械产品的

设计时，需要把可靠性理论和技术融合起来，并依据具体的要求，可以优先考虑产品的可靠性;在延误开发时间，增加成本和性能的前提下，使工程机械产品的设计尽量满足可靠性的要求。由于可靠性设计是一个跨多学科，多技术的新兴技术，所以可靠性的设计涉及诸多问题。 1.机械工程设计的可靠性常用方法 1.1.鲁棒设计方法这种设计方法主要是降低产品的敏感性。使产品的性能不会因为制造期间在变异或是使用环境的变化而变得不稳定，并且让产品在额定的使用期限内，不会因为产品的结构发生变化，参数变动，系统老化等问题而影响到工作的设计方法。该方法是基于统计分析为基础由日本的机械设计师田口玄一提出的，它根据产品的可用性对用户造成多大的经济损失来判断设计的可靠，这是它的基本原理，其中的损失通常是可靠的用户流失的可用性正比于产品的

30586机械优化设计考纲

高纲1513 江苏省高等教育自学考试大纲 30586 机械优化设计南京理工大学编江苏省高等教育自学考试委员会办公室 Ⅰ课程性质与课程目标一、课程性质和特点《机械优化设计》是高等工科院校中机械设计制造及其自动化专业现代设计方法模块的一门选修课程，它综合运用先修课程所学到的数学、计算机编程和机械等方面知识与理论，来解决机械工程领域内有关机构、机械零部件、机械结构及机械系统的优化设计问题及机械工程领域的其他优化问题。通过课程的学习可以培养学生运用现代设计理论与方法来更好地解决机械工程设计问题的能力。为进一步深入学习现代机械设计的理论与方法及更好地从事机械工程方面的设计、制造和管理等相关工作打下良好的基础。本课程的特点是数学基础理论与计算机编程语言与机械设计专业知识高度结合的综合课程。二、课程目标本门课程通过授课、练习和上机实践等教学环节，使学生树立机械优化设计的基本思想，了解机械优化设计的基本概念，初步掌握建立优化数学模型的基本方法和要求，了解和掌握一维搜索、无约束优化和约束优化中的一些基本算法及各种基本优化方法的特点和相关优化参数的选用原则，具有一定的编制和使用优化软件工具的能力，并具备一定的将机械工程问题转化为最优化问题并求解的应用能力。三、与相关课程的联系与区别本课程教学需要的先修课程：高等数学、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、机械制造装备设计、计算机编程语言。本门课程要利用高等数学中有关偏导数、函数、极值、线性代数和矩阵等知识来

构建优化的方法；利用力学、机械设计和机械制造等方面的专业知识将工程问题转化成规范的优化设计数学模型，并利用计算机编程语言将优化方法和数学模型转化成可以执行的计算机程序，从而得到优化问题的解。因此，它既区别于基础的数学、力学课程和计算机编程语言课，又不同于机械设计和机械制造等机械专业课程，是利用数学方法和编程语言来解决机械工程设计问题的综合性课程。需要培养学生综合应用各选修课程知识解决工程设计问题的能力。四、课程的重点和难点本课程的重点内容：机械优化设计的基本概念、一维搜索优化方法、基本的无约束优化方法和约束优化方法。本课程的次重点内容：机械优化数学模型建立方法和原则、优化设计的数学基础、线性规划方法、多目标和离散变量的优化方法。本课程的的难点内容：约束优化方法、优化方法在机械工程设计中的实际应用。 Ⅱ考核目标本大纲在考核目标中，按照识记、领会和应用三个层次规定其应达到的能力层次要求。三个能力层次是递升的关系，后者必须建立在前者的基础上。各能力层次的含义是：识记（Ⅰ）：要求考生能够识别和记忆本课程中有关优化设计数学模型和各种基本优化方法基本概念、基本原理、算法特点、算法步骤等主要内容并能够根据考核的不同要求，做正确的表述、选择和判断。领会（Ⅱ）：要求考生能够领悟和理解本课程中有关优化问题数学建模、求解及各种基本优化方法的概念及原理的内涵及外延，理解各种优化方法的数学基础和求解步骤的确切含义，掌握每种方法的适用条件和优化参数选用原则；理解相关知识的区别和联系，做出正确的判断、解释和说明。应用（Ⅲ）：要求考生能够根据所学的方法，对简单的优化问题求解，得出正确的结论或做出正确的判断。能够针对具体、实际的工程情况发现问题，并能探究解决问题的方法，建立合理的数学模型，用所学的优化方法进行求解，并学会编程或利用现有优化软件求解优化问题。 Ⅲ课程内容与考核要求绪论一、学习目的与要求了解机械优化设计的特点、发展概况以及本课程的主要内容。二、课程内容传统设计和优化设计的特点和区别，机械优化设计发展概况及本课程的主要内容。三、考核知识点与考核要求 1. 传统设计和优化设计识记：传统设计特点，传统设计流程；领会：优化设计特点，现代设计流程。 2. 机械优化设计发展概况

机械设计禁忌例

机械设计禁忌例公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

机械设计禁忌500例第1章提高强度和刚度的结构设计避免受力点与支持点距离太远避免悬臂结构或减小悬臂长度勿忽略工作载荷可以产生的有利作用受振动载荷的零件避免用摩擦传力避免机构中的不平衡力避免只考虑单一的传力途径不应忽略在工作时零件变形对于受力分布的影响避免铸铁件受大的拉伸应力避免细杆受弯曲应力受冲击载荷零件避免刚度过大受变应力零件避免表面过于粗糙或有划痕受变应力零件表面应避免有残余拉应力受变载荷零件应避免或减小应力集中避免影响强度的局部结构相距太近避免预变形与工作负载产生的变形方向相同钢丝绳的滑轮与卷筒直径不能太小避免钢丝绳弯曲次数太多，特别注意避免反复弯曲起重时钢丝绳与卷筒联接处要留有余量

可以不传力的中间零件应尽量避免受力尽量避免安装时轴线不对中产生的附加力尽量减小作用在地基上的力第2章提高耐磨性的结构设计避免相同材料配成滑动摩擦副避免白合金耐磨层厚度太大避免为提高零件表面耐磨性能而提高对整个零件的要求避免大零件局部磨损而导致整个零件报废用白合金作轴承衬时，应注意轴瓦材料的选择和轴瓦结构设计润滑剂供应充分，布满工作面润滑油箱不能太小勿使过滤器滤掉润滑剂中的添加剂滑动轴承的油沟尺寸、位置、形状应合理滚动轴承中加入润滑脂量不宜过多对于零件的易磨损表面增加一定的磨损裕量注意零件磨损后的调整同一接触面上各点之间的速度、压力差应该小采用防尘装置防止磨粒磨损避免形成阶梯磨损滑动轴承不能用接触式油封对易磨损部分应予以保护对易磨损件可以采用自动补偿磨损的结构

机械优化设计方法基本理论

机械优化设计方法基本理论一、机械优化概述机械优化设计是适应生产现代化要求发展起来的一门科学，它包括机械优化设计、机械零部件优化设计、机械结构参数和形状的优化设计等诸多内容。该领域的研究和应用进展非常迅速，并且取得了可观的经济效益，在科技发达国家已将优化设计列为科技人员的基本职业训练项目。随着科技的发展，现代化机械优化设计方法主要以数学规划为核心，以计算机为工具，向着多变量、多目标、高效率、高精度方向发展。]1[ 优化设计方法的分类优化设计的类别很多，从不同的角度出发，可以做出各种不同的分类。按目标函数的多少，可分为单目标优化设计方法和多目标优化设计方法按维数，可分为一维优化设计方法和多维优化设计方法按约束情况，可分为无约束优化设计方法和约束优化设计方法按寻优途径，可分为数值法、解析法、图解法、实验法和情况研究法按优化设计问题能否用数学模型表达，可分为能用数学模型表达的优化设计问题其寻优途径为数学方法，如数学规划法、最优控制法等 1.1 设计变量设计变量是指在设计过程中进行选择并最终必须确定的各项独立参数，在优化过程中，这些参数就是自变量，一旦设计变量全部确定，设计方案也就完全确定了。设计变量的数目确定优化设计的维数，设计变量数目越多，设计空间的维数越大。优化设计工作越复杂，同时效益也越显著，因此在选择设计变量时。必须兼顾优化效果的显著性和优化过程的复杂性。 1.2 约束条件约束条件是设计变量间或设计变量本身应该遵循的限制条件，按表达方式可分为等式约束和不等式约束。按性质分为性能约束和边界约束，按作用可分为起作用约束和不起作用约束。针对优化设计设计数学模型要素的不同情况，可将优化设计方法分类如下。约束条件的形式有显约束和隐约束两种，前者是对某个或某组设计变量的直接限制，后者则是对某个或某组变量的间接限制。等式约束对设计变量的约束严格，起着降低设计变量自由度的作用。优化设计的过程就是在设计变量的允许范围内，找出一组优化的设计变量值，使得目标函数达到最优值。

机械工程的可靠性优化设计探讨

机械工程的可靠性优化设计探讨自从进入到新的发展时期之后，我们大力发展机械制造业，获取了非常显著的成就。作为国家经济的关键构成要素，机械项目的可靠性设计开始被人们广泛关注。文章具体分析了该设计的特征以及要注意的要点和存在的缺陷等等。标签：机械工程；可靠性；优化设计 1 产品可靠性设计的现状和研究背景 1.1 产品可靠性设计的现状因为受到过去的很多问题的干扰，我们国家的机械制造行业发展得不是很好，尤其是比对西方国家来看，差距更是明显。与之相关的可靠性分析工作更是发展得非常缓慢。一直到1980年之后，我们国家才在這方面有了一定的突破，而且还成立了专门研究机构，培养了许多优秀的工作者。不过从总的层面上来看，此类研究过分地看重理论层面的内容，没有注重发展实践，和西方国家比对来看还是有着很多的差异。 1.2 产品可靠性设计的研究背景由于社会不断发展，科技一直进步，此时产品更新的速度也在加快。在这种背景之下，人们可以随意地选择多种类型的产品，而且此时人们更加地关注它们的可靠性特点，因此就出现了可靠性设计这个理念。由于科技发展速度不断加快，此时生产出的产品的结构也开始朝着复杂化发展。工作者们开始将各种优秀的工艺运用到生产工作之中，此时得到的产品也更加复杂，它们的更新速度也较之于以往加快了很多。当我们开展设计工作的时候，要积极深化，不断完善。当我们制造出一类商品以后，并不是直接的投入市场，先要接受试验，当测试性能等达标之后才可以将其投放市场。之所以要对其试验，是因为许多产品本身并不是很可靠，有一些设计或是工艺等层面的问题。所以，作为生产单位在生产产品的时候，先要展开细致的规划设计，将潜在的问题控制住，进而提升其稳定性，实现预期目的。因此在这种背景之下，可靠性设计工作就开始被人们所熟知。具体来讲，可靠性指的是产品在要求的状态之下，实现特定功效的水平。我们可将特定零件看成是测试对象，也可以将某个系统或是装备等当成是测试对象。在具体的开展设计工作的时候，在符合功效以及时限等的规定的背景之下，确保产品的稳定性符合人们的要求，这即是可靠性设计。它牵扯的范围非常广，不但涵盖传统技术，还涵盖环境工程以及电脑等等。 2 可靠性的发展过程人类最初开始分析可靠性工艺已经是七十年之前的事情了。通过分析它的发展历程我们可以将其分成三个时期。第一，初期探索时期：在二战中，英美等国家的很多重要武器在作战的时候经常发生机械问题，这就会影响作战，从那时开

MATLAB软件在机械优化设计中的应用研究

摘要本文分析了MATLAB软件在机械优化设计中常用的线性规划、一维优化、无约束非线性优化及约束非线性优化四种优化问题的标准数学模型、调用函数及参数的设置。并以具体实例对利用MATLAB解决优化问题的具体过程进行了详细的阐述，该过程可以供工程设计人员参考，以提高优化设计效率。关键词机械优化设计MATLAB Research on Application of MATLAB Software in Mecha-nical Optimization Design//Jiao Lili Abstract Standard mathematical model,function and the para-meter settings of matlab software which used in mechanical optimization design such as linear programming,one-dimensional optimization,unconstrained nonlinear optimization and constrained nonlinear optimization were analyzed.Specific process of solving the optimization problem with Matlab is expounded by concrete examples,the process could be referenced by engineering staff, and then improve the efficiency optimization design. Key words mechanism;optimization design;Matlab Author's address Faculty of UG,Yancheng Institute of Techn-ology,224051,Yancheng,Jiangsu,China 机械优化设计就是在给定的载荷或环境条件下，在对机械产品的形态、几何尺寸关系以及其他因素的限制(约束)范围内，以机械系统的功能、强度和经济性等为优化对象，选取设计变量,建立目标函数和约束条件，并使目标函数获得最优值的一种现代设计方法。目前,已有很多成熟的优化方法程序可供选择,但它们各有自己的特点和适用范围，实际应用时必须注意因为优化方法或初始参数选择而带来的收敛性等问题。而M ATLAB语言的优化工具箱则选用最佳方法求解、初始参数输入简单、语法符合工程设计语言要求、编程工作量小、优越性明显。 1MATLAB优化函数介绍 M ATLAB是美国M athWorks公司于20世纪80年代中期推出的数学软件，其优秀的数值计算能力和卓越的数据可视化能力使其很快在数学软件中脱颖而出。M ATLAB优化工具箱可以解决线性规划、非线性规划和多目标规划等问题。具体包括线性、非线性最小化，最大最小化，二次规划，半无限问题，线性、非线性方程（组）的求解，线性、非线性的最小二乘问题以及整数规划等问题的求解。另外，该工具箱还提供了线性、非线性最小化，方程求解，曲线拟合，二次规划等问题中的大型课题的求解方法。为优化方法在工程中的实际应用提供了更方便快捷的途径。 M ATLAB优化工具箱能解决很多优化问题，但从目标函数、约束条件和设计变量的性质上划分，典型的机械优化问题大致分为线性规划问题、一维优化问题、多维无约束非线性规划问题、约束非线性规划问题几大类型。表1中列出了几种优化类型的标准数学模型、M ATLAB优化函数及相应的调用形式、函数中的一些参数的详细说明。当优化问题的目标函数是优化变量的线性函数，且约束条件也是优化变量的线性等式或不等式时，该问题为线性规划问题。当优化问题中只有一个变量时，无论目标函数是变量的线性关系还是非线性关系都属于一维优化问题，只要调用fminbnd函数即可实现优化目标的求解。如目标函数和约束函数中存在一个或多个非线性函数时，则为非线性规划问题。非线性规划问题则又分为无约束和有约束两大类。求解无约束优化问题的方法有很多，包括直接搜索法的坐标轮换法、鲍威尔法、单形替换法，间接法的梯度法、牛顿法和变尺度法等。直接搜索法适用于目标函数高度非线性，没有导数或导数很难求的情况，其缺点是收敛速度慢。在函数的导数可求的情况下，梯度法是一种更优的方法，该法利用函数梯度（一阶导数）和Hessian矩阵（二阶导数）构造算法，可获得更快的收敛速度。M ATLAB优化工具箱中的fminunc或fminsearch函数其默认实现思想是BFGS(Broy-den-Fletcher-Gold farb-Shanno)变尺度法。函数fminunc要求目标函数必须连续，函数fminsearch常用来处理不连续的目标函数，对于求解二次以上的问题，fminsearch函数比fmin-unc函数有效。机械优化设计问题大多是有约束非线性规划问题。有约束非线性规划问题的解法有很多，但这些算法仅能解决某类特殊的非线性规划问题。早期的方法通常是通过构造惩罚函数来将有约束的优化问题转化为无约束优化问题进中图分类号：TH122文献标识码：A文章编号：1672-7894（2011）16-090-02 优化类型线性规划一维约束优化无约束非线性规划约束非线性规划数学模型min f（x） M ATLAB 优化函数linprog fminbnd fminunc、 fminsearch fmincon 常用调用形式[x,fval,exitflag]= linprog(f,A,b,Aeq, beq,lb,ub,x0) [x,fval,exitflag] =fminbnd(fun, lb,ub) [x,fval,exitflag] =fminunc [/fminsearch] (fun,x0) [x,fval,exitflag] =fmincon(fun, x0,A,b,Aeq, beq,lb,ub, nonlcon) 参数解释1.线性规划中f为优化变量x的系数向量，其他类型的f（x）要定义成M ATLAB函数文件(fun)； 2.Ax≤b为线性不等式约束，A为不等式约束系数矩阵，b为不等式约束右端向量； 3.Aeq*x=Beq为线性等式约束，Aeq为等式约束系数矩阵，beq 为等式约束右端向量； 4.c（x）≤0和ceq（x）=0分别为非线性不等式约束和等式约束，要定义成M ATLAB函数文件(nonlcon)； 5.ub,lb,x0分别为优化变量x的上界、下界和初始值； 6.x,fval,exitflag分别是返回目标函数的最优解x，在x点的函数值，算法的终止标志（为1时算法收敛）。表1MATLAB优化函数 min f T x s.t. Ax≤b Aeq*x=Beq lb≤x≤u ≤ b s.t.lb≤x≤ub min f（x） s.t. Ax≤b Aeq*x=Beq c（x）≤0 ceq（x）=0 lb≤x≤u ≤ ≤ ≤ ≤≤ ≤ ≤ ≤ ≤≤ ≤ b min f（x）９０

浅谈机械零件拆卸注意事项(2021版)

( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改浅谈机械零件拆卸注意事项 (2021版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process

浅谈机械零件拆卸注意事项(2021版) 拆卸是为了便于检查和维修,由于机械设备的构造各有其特点，零部件在质量、结构、精度等各方面存在差异，因此若拆卸不当，将使零部件受损，造成不必要的浪费，甚至无法修复。为保证维修质量，在解体之前必须周密计划，对可能遇到的问题有所估计，做到有步骤地进行拆卸。机械零件拆卸的一般规则和要求拆卸的目的是为便于检查和维修,由于机械设备的构造各有其特点，零部件在质量、结构、精度等各方面存在差异，因此若拆卸不当，将使零部件受损，造成不必要的浪费，甚至无法修复。为保证维修质量，在解体之前必须周密计划，对可能遇到的问题有所估计，做到有步骤地进行拆卸，一般应遵循下列规则和要求。 1.1拆卸前，先弄清楚机械设备的构造和工作原理机械设备种类繁多，构造各异。应弄清所拆部分的结构特点、

工作原理、性能、装配关系，做到心中有数，不能粗心大意、盲目乱拆。对不清楚的结构,应查阅有关图纸资料，搞清装配关系、配合性质，尤其是紧固件位置和退出方向。否则，要边分析判断,边试拆，有时还需设计合适的拆卸夹具和工具。 1.2拆卸前做好准备工作准备工作包括：拆卸场地的选择、清理；拆前断电、擦拭、放油，对电气件和易氧化、易锈蚀的零件进行保护等。 1.3从实际出发，可不拆的尽量不拆,需要拆的一定要拆。为减少拆卸工作量和避免破坏配合性质．对于尚能确保使用性能的零部件可不拆．但需进行必要的试验或诊断，确信无隐蔽缺陷。若不能肯定内部技术状态如何，必须拆卸检查，确保维修质量。 1.4使用正确的拆卸方法，保证人身和机械设备安全拆卸顺序一般与装配顺序相反，先拆外部附件，再将整机拆成部件，最后全部拆成零件．并按部件汇集放置。根据零部件连接形式和规格尺寸，选用合适的拆卸工具和设备，对不可拆的连接或拆后降低精度的结合件，拆卸时需注意保护。有的拆卸需采取必要的