可靠性理论-第5章 机械零件的可靠性设计
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第五章 机械可靠性设计方法 ppt课件
7
可靠性设计与传统设计的区别
• 可靠性设计
– 载荷、强度、结构、尺寸、工况等都具有变动性和随机 性。
– 将应力和强度视为随机变量 – 用概率和统计方法求解 – 用可靠度表达设计结果
• 传统设计
– 将应力和强度视为一个确定值 – 用安全系数表达设计结果
8
机械可靠性设计的目的和方法
• 可靠性设计目的
济效益条件下各零部件可靠性指标的最合理的匹配
12
应力－强度干涉理论
• 应力-强度分布干涉理论
– 以应力-强度分布干涉模型为基准
– 在机械产品中，零件是正常还是失效决定于强度和应 力的关系
• 当零件的强度大于应力时，能够正常工作 • 当零件的强度小于应力时，其发生失效 • 因此，要求零件在规定的条件下和规定的时间内能够承载，
• 应力分布的确定 • 强度分布的确定 • 可靠度的计算方法
– 应力和强度均为正态分布 – 其它分布类型
3
常规机械强度设计
• 分析零件所受到的载荷 • 用结构力学或材料力学计算应力分布 • 确定危险截面上的工作应力 • 根据经验、失效类型及统计资料确定许用
应力
– 静强度设计，许用应力用静强度指标除以相应的安全系 数
– 动载荷情况下，动载荷换算成静载荷计算 – 疲劳失效情况下，用材料的疲劳极限
• 保证最大工作应力不超过许用应力
4
常规机械强度设计缺点
• 可靠程度不能量化
– 设计中应用的载荷及材料性能等数据取的是平均值 – 缺乏对设计参数统计规律的认识 – 安全系数选择具有主观性和不确定性
• 偏保守设计
– 可靠度未必高 – 造成材料的浪费和产品性能的降低
机械可靠性设计方法
1
可靠性设计与传统设计的区别
• 可靠性设计
– 载荷、强度、结构、尺寸、工况等都具有变动性和随机 性。
– 将应力和强度视为随机变量 – 用概率和统计方法求解 – 用可靠度表达设计结果
• 传统设计
– 将应力和强度视为一个确定值 – 用安全系数表达设计结果
8
机械可靠性设计的目的和方法
• 可靠性设计目的
济效益条件下各零部件可靠性指标的最合理的匹配
12
应力－强度干涉理论
• 应力-强度分布干涉理论
– 以应力-强度分布干涉模型为基准
– 在机械产品中，零件是正常还是失效决定于强度和应 力的关系
• 当零件的强度大于应力时，能够正常工作 • 当零件的强度小于应力时，其发生失效 • 因此，要求零件在规定的条件下和规定的时间内能够承载，
• 应力分布的确定 • 强度分布的确定 • 可靠度的计算方法
– 应力和强度均为正态分布 – 其它分布类型
3
常规机械强度设计
• 分析零件所受到的载荷 • 用结构力学或材料力学计算应力分布 • 确定危险截面上的工作应力 • 根据经验、失效类型及统计资料确定许用
应力
– 静强度设计，许用应力用静强度指标除以相应的安全系 数
– 动载荷情况下，动载荷换算成静载荷计算 – 疲劳失效情况下，用材料的疲劳极限
• 保证最大工作应力不超过许用应力
4
常规机械强度设计缺点
• 可靠程度不能量化
– 设计中应用的载荷及材料性能等数据取的是平均值 – 缺乏对设计参数统计规律的认识 – 安全系数选择具有主观性和不确定性
• 偏保守设计
– 可靠度未必高 – 造成材料的浪费和产品性能的降低
机械可靠性设计方法
1
机械零件的可靠性设计
3
加强维护
定期维护和保养机械零件，延长其寿命并提高可靠性。
可靠性测试和验证
测试方法
使用可靠性测试方法来验证零件的寿命和性能。
验证过程
验证设计的可靠性，确保其在实际使用中能够达到 预期要求。
案例研究和实践经验
1
汽车发动机设计
通过可靠性改进措施和测试验证，成功提高了发动机的可靠性和性能。
2
航空航天器零件
可靠性评估方法
故障模式与影响分析 (FMEA)
通过识别故障模式和评估其影响，确定潜在故障并采取措施预防。
可靠性指标计算
计算关键零件的故障率、平均寿命等指标，用于评估系统的可靠性水平。
可靠性改进措施
1
优化设计
通过改善设计来减少潜在的故障点，提高分析、可靠性预测等工具来预防和诊断故障。
在航空航天工程中，可靠性设计是确保安全和可靠运行的核心要素。
3
电力设备
在电力行业，可靠性设计是保障稳定供电和电网安全的关键。
机械零件的可靠性设计
在机械工程中，可靠性设计至关重要。本演示将介绍可靠性设计的基本原则， 影响因素和评估方法，以及可靠性改进和测试验证的案例研究和实践经验。
机械零件的可靠性设计的意义
1 保证性能
可靠性设计确保机械零件在使用期间保持良好性能，降低故障率，以满足用户需求。
2 成本节约
通过提前识别和解决潜在问题，可靠性设计可以减少维修和更换零件的成本。
可靠性设计的基本原则
设计简化
简化设计可以减少故障点，提 高系统的可靠性。
材料选择
选择适当的材料可以提高零件 的耐用性和抗腐蚀性。
质量控制
严格控制零件生产过程中的质 量，可以降低缺陷率。
12.机械零部件的可靠性设计
16:49
安全系数n的概率密度函数
25
安全系数
机械部件可靠性设计
16:49
26
安全系数
机械部件可靠性设计
16:49
27
安全系数
机械部件可靠性设计
16:49
28
安全系数
机械部件可靠性设计
16:49
29
安全系数
机械部件可靠性设计
16:49
30
机械部件可靠性设计
7.5 机械零件的可靠度设计
7.5.1函数的数学期望与方差计算 7.5.1.1正态随机变量的计算
16:49
31
机械部件可靠性设计
16:49
32
机械部件可靠性设计
16:49
33
机械部件可靠性设计 7.5.1.2随机变量函数的计算
16:49
34
机械部件可靠性设计
16:49
35
机械部件可靠性设计
16:49
36
机械部件可靠性设计
7.5.2 机械零件的可靠度设计
16:49
37
机械部件可靠性设计
7.1基本特点 1.传统机械设计与可靠性设计相同点
传统：许用应力法和安全系数法 可靠性：概率设计 研究对象： 失效←→反失效
应力
强度
s
r
2
机械部件可靠性设计
16:49
3
异同点
机械部件可靠性设计
s f (s1 , s2 ,..., sn )
影响失效的各项因素，如力的大小、 力的作用位置、环境因素等。
机械可靠性设计以应力和强度为随机变量作为出发点， 应用概率和统计方法进行分析和求解。
16:49 8
机械零件可靠性设计
弹簧在循环载荷作用下的断裂 在拉应力和腐蚀介质共同作用下引起弹簧断裂现象 弹簧在循环载荷和腐蚀介质共同作用下发生的断裂 由于弹簧材料中有害物质含量过高引起的脆断
磨损分为：磨料、疲劳和腐蚀磨损
弹簧常规设计的主要公式：
最大剪切应力τ 曲度系数Ks 弹簧指数C
k 8FD d 3
ks4C10.615 4C1 C
比值。
受拉螺栓的连接的可靠性设计
实例：已知某汽缸内径D=380mm， 缸内工作压力p=0—1.7MPa， 螺栓数目n=8，采用金属垫片， 试设计此缸盖的螺栓， 且要求螺栓连接的可靠度R=0.999999。
p D
算例
5.2螺栓连接的可靠性设计
2）受剪切螺栓连接 （1）按受剪螺栓进行设计 （2）按挤压进行设计
第5章 机械零部件的可靠性设计
5.1概述 5.2螺栓连接的可靠性设计 5.3弹簧的可靠性设计 5.4齿轮的可靠性设计 5.5轴的可靠性设计 5.6轴承的可靠性设计
第5章 机械零部件的可靠性设计
5.1概述 1)机械可靠性设计 基础:常规机械设计的原理、准则、计算方法 方法：将设计变量认为是服从某种分布的随机变量，并应用概率论与数理统计方法推导出可靠度计
承受高接触应力的重载硬齿 面（表面经强化处理）齿轮
劳
损
伤
硬化层剥落
经表面强化处理的齿轮在很大接触应力作用下，由 于应力/强度比值大于0.55，在强化层过渡区产生平 笔于表面的疲劳裂纹，造成硬化层压碎，大块剥落
承受高接触应力的重戴硬齿 面（表面经强化处理）齿轮
疲劳断齿
表面硬化（渗碳、碳氮共渗、感应淬火等）齿轮， 一般在轮齿承受最大交变弯曲应力的齿轮根部产生 疲劳断裂。断口呈疲劳特征
零件在交变接触应力作用下，出现表面剥落现象
磨损分为：磨料、疲劳和腐蚀磨损
弹簧常规设计的主要公式：
最大剪切应力τ 曲度系数Ks 弹簧指数C
k 8FD d 3
ks4C10.615 4C1 C
比值。
受拉螺栓的连接的可靠性设计
实例：已知某汽缸内径D=380mm， 缸内工作压力p=0—1.7MPa， 螺栓数目n=8，采用金属垫片， 试设计此缸盖的螺栓， 且要求螺栓连接的可靠度R=0.999999。
p D
算例
5.2螺栓连接的可靠性设计
2）受剪切螺栓连接 （1）按受剪螺栓进行设计 （2）按挤压进行设计
第5章 机械零部件的可靠性设计
5.1概述 5.2螺栓连接的可靠性设计 5.3弹簧的可靠性设计 5.4齿轮的可靠性设计 5.5轴的可靠性设计 5.6轴承的可靠性设计
第5章 机械零部件的可靠性设计
5.1概述 1)机械可靠性设计 基础:常规机械设计的原理、准则、计算方法 方法：将设计变量认为是服从某种分布的随机变量，并应用概率论与数理统计方法推导出可靠度计
承受高接触应力的重载硬齿 面（表面经强化处理）齿轮
劳
损
伤
硬化层剥落
经表面强化处理的齿轮在很大接触应力作用下，由 于应力/强度比值大于0.55，在强化层过渡区产生平 笔于表面的疲劳裂纹，造成硬化层压碎，大块剥落
承受高接触应力的重戴硬齿 面（表面经强化处理）齿轮
疲劳断齿
表面硬化（渗碳、碳氮共渗、感应淬火等）齿轮， 一般在轮齿承受最大交变弯曲应力的齿轮根部产生 疲劳断裂。断口呈疲劳特征
零件在交变接触应力作用下，出现表面剥落现象
机械零件的可靠性设计.ppt
n 则在强度和应力的可靠度分别为Rδ和Rs时的安全系数 R，
称为可靠度意义下的安全系数，用下式表示：
nR
min (R )
smax (Rs )
例，当 smax s 3 s min 3 时
R P( min) 1 0.0013 0.9987 Rs P(s sm )a2x7
例1 在结构件的设计中，已知强度与应力均服从正态分布，
f ( )
f (s)
1 2
y
0 exp[
(y
y
2
2 y
)2
]dy
y S
y＝－S
0
-10
0
10
20
y ＝－S
y0 y0
30
40
S
50
y＝
2
2 S
不可靠度为： F P ( y 0)
1
2 y
0
exp[
(
y
y
2
2 y
)2
]dy
11
可靠度为 R P( y 0)
1
2 y
0
exp[
则他们之间具有下列关系：
2 ln
s＝ln
2 s
s2
1
ln
s＝ln
s－12
2 ln
s
2 ln
＝ln
2
2
1
ln
＝ln
－12
2 ln
15
当应力和强度均为对数状态分布时，有：
y ln ln S ln( )
服从正态分布
s
知道了 ln 和ln S 的均值标准差为的lns、ln 和 lns、 ln
当强度均值大于应力的均值时，方差越大，可靠度越小。
可靠性理论- 机械零件的可靠性设计PPT课件
产品可靠性设计的基本假设： ①强度为一非负的随机变量或随机过程 ②应力为一非负的随机变量或随机过程 ③当应力小于强度时，产品被认为是可靠的，否
则被认为失效或故障。 ④失效仅由于应力的作用。 ⑤计算应力和强度的一切力学公式仍然适用，但
公式中的确定量均视为随机变量或随机过程。
17
第17页/共64页
应力－强度可靠性计算模型的三种基 本形式：
(2) 设计应包括:汽车系统设计、可靠性分配、详 细设计以及与其相应的预测、分析、试验和设计审查 等。
(3)设计要在过去的技术积累的基础上，提高效率。 为了做好设计工作，要有计划、有组织地积累必要的 数据资料 (建立数据库)。
(4) 必须综合平衡可靠性、维修性、整车系统协 调性、产品质量要求、成本费用等技术经济要素。这 些因素概括起来有:时限性、功能性、商业性、生产性、 物理性、艺术性、舒适性。
★ 信息显示设计 各种仪表 (里程表、转速表、油量指示 表等)、指示灯、巡航系统等等。
★ 车内环境 空调、灯光、制动、噪音、振动、音响等等。
★ 色彩效果以及心理影响因素的考虑。
14
第14页/共64页
5.1.3.3 汽车可靠性设计的基本内容
(5)从汽车产品制造方面考虑 ★ 选用先进的加工设备以及工具、量具、卡具。 ★ 正确的工艺设计以及工艺流程。 ★ 材料的可靠性试验或质量验收试验。 ★ 外协产品的接收试验。 ★ 制造人员的培训和教育。 ★ 制造过程的管理。 ★ 制定正确的操作规程。 ★ 制定正确的维修或安装调试规程。 ★ 具备适用的维修或安装调试设备和工具。 ★ 做好售后服务。 ★ 在生产线上作在线检查。 ★ 定期进行质量分析。
f (s)
Pf ( y 0)
1 2
y
机械零件的可靠性设计简介
计的随机变化的因素缺乏精确的计算, 而不得不综合 方法里自然引入正态分布的有关理论。
考虑各种因素的影响而进行估算。即便如此, 对于某些 3 强度和应力均为正态分布时的可靠度计算公式
重要的场合, 该设计方法仍令人放心不下; 而可靠性设
作为一种科学的计算方法, 可靠度计算公式有其
计对结构的安全系数做了统计分析, 这样求得的安全 详细的推导过程。本文作为介绍性的文章, 在此不在赘
工业大学、陕西科技大学 (原西北轻工业学院)、大连轻 工业学院、上海工程技术大学等高校以及山东诸城锻 压机床厂、西安钟表机械厂、芜湖电工机械厂等厂家都 在弧面分度凸轮机构的研究、制造方面取得了一批成 果[8]。 本文试从弧面分度凸轮机构的几何学、运动学、 动态特性、CAD CAM 、检测、结构设计及其应用等诸 多方面回顾我国近期弧面分度凸轮机构的研究成果, 以期能对我国弧面分度凸轮机构的研究与应用有所裨 益。 2 弧面分度凸轮机构的几何学、运动学
1 引 言 弧面分度凸轮机构是由
美国人 C. N. N ek lu t in 在 20 世纪 20 年代发明的, 又称滚 子 齿 形 凸 轮 分 度 机 构、蜗 杆 式 凸 轮 机 构、球 面 凸 轮 步 进 机构, 如图 1 所示。弧面分度 凸轮机构一问世就吸引了世 界各国技术人员的目光并相 继对其展开研究。 我国对弧 面分度凸轮机构的研究始于 20 世 纪 70 年 代 末, 上 海 工 图 1 弧面分度凸轮机构 业大学, 天津大学、合肥工业大学、吉林工业大学、山东
所以直径 d =
4A Π
=
4×32. Π
385
=
6.
4 mm
表 1 标准正态随机函数表 (摘引)
up - 4. 0
- 3. 5
机械零件的可靠性设计与评估
机械零件的可靠性设计与评估一、引言机械零件的可靠性设计与评估是现代工程领域中非常重要的一个问题。
在各个行业中，机械零件的可靠性直接影响着整个设备或系统的稳定性和安全性。
本文将从可靠性设计和可靠性评估两个角度来探讨机械零件的可靠性问题。
二、可靠性设计可靠性设计是在机械零件设计阶段考虑到不同的失效模式，并采取相应的措施来避免或减少失效的发生。
首先，必须对机械零件进行全面的需求分析，明确设计目标和要求。
根据不同的工作环境和条件，选择合适的材料和工艺。
其次，需要综合考虑机械零件的结构和功能，进行合理的设计。
在设计过程中，要充分考虑到零件的材料、尺寸、强度、刚度、疲劳寿命等因素，使得零件在实际使用中能够更长时间地保持稳定的性能。
最后，进行充足的测试和验证，确保设计的可靠性和安全性。
三、可靠性评估可靠性评估是在机械零件设计完成后，通过一系列的实验和测试来评估零件的可靠性。
评估的主要目的是对零件的寿命和失效机制进行研究，找出可能引起零件失效的因素，并提供改进性能和提高可靠性的建议。
首先，通过模拟不同的工况和负荷条件，对零件进行寿命测试。
根据测试结果，可以了解零件的寿命分布情况，并进一步分析失效机制。
其次，可以通过故障树分析等方法找出可能引起失效的关键因素，进而提出相应的改进措施。
最后，综合考虑各种因素，对零件进行可靠性指标的评估，例如平均无故障时间、失效概率等，为进一步优化设计提供依据。
四、可靠性设计与评估的案例分析为了更好地理解机械零件的可靠性设计与评估，下面将以某汽车发动机的活塞环为例进行案例分析。
活塞环是发动机中的重要零件，关系到汽车发动机的性能和寿命。
首先，在设计阶段，根据发动机效率和排放要求，选择合适的材料和制造工艺，同时考虑活塞环与气缸之间的配合要求。
其次，进行结构优化设计，以提高活塞环的刚度和耐疲劳性能。
最后，通过真实使用环境下的寿命测试和可靠性评估，确定活塞环的平均无故障时间和失效概率，并提出改进建议，如增加材料的强度、改善表面处理工艺等。
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汽车设计阶段可靠性工作的5个主要环节
(3)考核评审 通过可靠性试验、分析、研究、 阶段性的设计评审，考核设计方案是否合适;并 及时反馈设计部门予以修订设计。
(4)工艺设计 在设计文件中，明确零部件的质 量要求和工艺规范，建立、健全质量验收的标 准，从生产角度 (或外加工进货角度)保证零部 件的可靠性。
动摇窗机、转向器变位能力、制动助力装置……等等。
★决定维修性基本要求 在维修性设计时，应采用修复容易的
结构、维修方式及诊断方式。
12
5.1.3.3 汽车可靠性设计的基本内容
★决定安全性基本要求 如安全气囊、制动防锁装置、智能
化防盗装置…等等。
★可靠性设计评审 有计划地、分阶段地提出可靠性评审的
基本要求和基本内容，发挥集体智慧和专家作用，听取建设
(4) 必须综合平衡可靠性、维修性、整车系统协
调性、产品质量要求、成本费用等技术经济要素。这
些因素概括起来有:时限性、功能性、商业性、生产性、
物理性、艺术性、舒适性。
11
5.1.3.3 汽车可靠性设计的基本内容
(1) 从系统方面考虑
★确定整车的可靠性数据指标 根据市场、用户要求和使用环
境，明确汽车系统的可靠性要求，确定预期的可靠性和可维修
由于某种原因一时难于避免，也应从设计角度考虑容
易诊断和修理。从根本上提高汽车的有效度和可靠性。
(2) 设计应包括:汽车系统设计、可靠性分配、详
细设计以及与其相应的预测、分析、试验和设计审查
等。
(3)设计要在过去的技术积累的基础上，提高效率。
为了做好设计工作，要有计划、有组织地积累必要的
数据资料 (建立数据库)。
8
5.1.3.1可靠性设计的辩证思维
(4)可靠性与设计程序的辩证关系 如可靠性数据的调 查、收集、预测、分配等。可靠性预测、分配的工作 质量如何，主要取决于数据本身的可靠性水平。为保 证产品设计可靠性，可靠性设计必须依赖于完备的设 计数据。
设计数据包括:准备优选的原材料、部件的规格参 数和试验数据;重要部件和低可靠度部件的一览表;规 格说明书;故障、应力等完备的技术资料;同时还包括 收集、分析现场试验数据和确定反馈路线。虽然严格 的设计程序有时显得繁琐，会牵制精力甚至影响开发 周期，然而科学规范的设计程序是整车质量和可靠性 的必要保证。
评审的主要目的:审查可靠性、可维修性与质量
是否取得了均衡，审查费用、功能、加工性、生产
效率、使用性等与设计有关的各个要素是否有不完
备的地方;审查系统、分系统与零部件的匹配与协调。
评审应当是有组织的、客观的、公正的、有理论或
试求
(1) 设计之初应力求避免已考虑到的缺陷，即使
要考虑其它质量要素，如重量、尺寸。外观等，并把功能，
成本费用包括在内，都应取得平衡，当某些方面矛盾突出时，
应当以求得安全性、可靠性、耐久性为优先。某些方面也可
采用折中处理。
13
5.1.3.3 汽车可靠性设计的基本内容
(2)从零部件方面考虑
★ 确定总成或零件的可靠性要求。
★ 制定出零件可靠性一览表。
还应考虑到质量指标、经济指标、外观形貌、生产 和开发能力，诸如性能、成本、安全、时间、尺寸、重 量以及使用、维修等方面的限制
产品的寿命不一定是越长越好。
6
可靠度与费用的关系
7
5.1.3.1可靠性设计的辩证思维
(2)可靠性与简单化、标准化、冗余性的辩证关系 在通常情况下，系统愈简单，零部件愈少，则可靠
★ 制定出高可靠性零件一览表。
★ 指出可靠性不佳的零件。
★ 确定零件寿命。
★ 确定零件的失效率。
★ 重要的零件采用概率设计方法。
★ 关键零件的可靠性试验计划。
★ 采用标准件和质量稳定、设计成熟、制造水平
高的零部件。
★ 贮备设计:考虑采用冗余 (贮备)设计法和备件
的使用。
14
5.1.3.3 汽车可靠性设计的基本内容
★ 重要零件及部件上装设自动监视、故障显示、 自动校正装置。 ★ 制定重要件、易损件的使用、维修方针。 ★ 尽量减少调整点。 ★ 进行零件的可靠性预测。 ★ 确定零件报废标准、故障模式和失效判据。 ★ 进行零部件可靠性评审。 ★ 制定零件包装;运输、贮存、使用、维修说明书。
性就愈高;愈是简单化、 标准化，也就愈能增加互换性、 更换性和易检性，从而提高了产品的可维修性。
对某些关键性部件采用冗余系统设计 (贮备设计)， 虽然增加了系统的复杂性，但它是提高系统可靠性的 有效办法。所以，简单化、标准化与冗余系统的采用， 要辩证地分析。
(3)可靠性与可维修性的辩证关系 汽车是可维修产品， 不应单纯追求产品的固有可靠性，必须重视可维修性 设计，着眼于汽车的有效度。
性评价和采取相应对策从而提高可靠性水平，使设计方案更
经济、更有效、更可行。
★修改设计方案 根据可靠性试验结果，对不合理的设计予
以修改，使设计方案更加完善，这种修改往往不是一次完成
的，需要多次反复，逐步提高和完善。
★确定整车或零部件的运输、包装以及保管要求 涉及储
运装置的设计。
★各项指标的综合平衡 不仅要考虑可靠性和维修性，同时
(5)试验反馈 运用可靠性试验数据和可靠性分
析、研究的成果，及时反馈到有关设计、生产
中去。
5
5.1.3汽车可靠性设计的基本要求
5.1.3.1可靠性设计的辩证思维
(1)可靠性与成本的辩证关系 汽车是一个复
杂的系统，汽车设计的方法实属系统工程学的方法，对 于系统而言，就是在有限的资源 (人力、物力、时间) 条件制约下，尽可能地获得最大的系统有效性。
9
5.1.3.1可靠性设计的辩证思维
(5)设计审查与可靠性的关系 将可能发现的问题解决 在产品开发阶段，必须在设计工作的各个阶段，组 织设计评审工作。故障模式及危害度分析和审定是 设计开发工作计划的重要组成部分，是形成自主开 发能力的一个重要环节。
主要有以下几种评审:①市场调研、项目确立的 可行性评审。②图样设计完成后的评审。③样机试 制后的评审。④性能、可靠性试验结束后的评审。 ⑤产品鉴定。
性指标，进行方案设计。
★确定汽车的工作环境 诸如汽车使用气候条件、道路条件、
载运条件等等。
★确定整车的系统的构成及配置 诸如:动力系一电控喷射发
动机、制动系一ABS装置。
★实施可靠性预测和分配 将汽车系统的可靠性指标分配给各
个分系统 (总成)和零部件，并对可靠性的目标值进行预测。
★决定易操作性基本要求（人机可靠性） 如自动变速器、自
(3)考核评审 通过可靠性试验、分析、研究、 阶段性的设计评审，考核设计方案是否合适;并 及时反馈设计部门予以修订设计。
(4)工艺设计 在设计文件中，明确零部件的质 量要求和工艺规范，建立、健全质量验收的标 准，从生产角度 (或外加工进货角度)保证零部 件的可靠性。
动摇窗机、转向器变位能力、制动助力装置……等等。
★决定维修性基本要求 在维修性设计时，应采用修复容易的
结构、维修方式及诊断方式。
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5.1.3.3 汽车可靠性设计的基本内容
★决定安全性基本要求 如安全气囊、制动防锁装置、智能
化防盗装置…等等。
★可靠性设计评审 有计划地、分阶段地提出可靠性评审的
基本要求和基本内容，发挥集体智慧和专家作用，听取建设
(4) 必须综合平衡可靠性、维修性、整车系统协
调性、产品质量要求、成本费用等技术经济要素。这
些因素概括起来有:时限性、功能性、商业性、生产性、
物理性、艺术性、舒适性。
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5.1.3.3 汽车可靠性设计的基本内容
(1) 从系统方面考虑
★确定整车的可靠性数据指标 根据市场、用户要求和使用环
境，明确汽车系统的可靠性要求，确定预期的可靠性和可维修
由于某种原因一时难于避免，也应从设计角度考虑容
易诊断和修理。从根本上提高汽车的有效度和可靠性。
(2) 设计应包括:汽车系统设计、可靠性分配、详
细设计以及与其相应的预测、分析、试验和设计审查
等。
(3)设计要在过去的技术积累的基础上，提高效率。
为了做好设计工作，要有计划、有组织地积累必要的
数据资料 (建立数据库)。
8
5.1.3.1可靠性设计的辩证思维
(4)可靠性与设计程序的辩证关系 如可靠性数据的调 查、收集、预测、分配等。可靠性预测、分配的工作 质量如何，主要取决于数据本身的可靠性水平。为保 证产品设计可靠性，可靠性设计必须依赖于完备的设 计数据。
设计数据包括:准备优选的原材料、部件的规格参 数和试验数据;重要部件和低可靠度部件的一览表;规 格说明书;故障、应力等完备的技术资料;同时还包括 收集、分析现场试验数据和确定反馈路线。虽然严格 的设计程序有时显得繁琐，会牵制精力甚至影响开发 周期，然而科学规范的设计程序是整车质量和可靠性 的必要保证。
评审的主要目的:审查可靠性、可维修性与质量
是否取得了均衡，审查费用、功能、加工性、生产
效率、使用性等与设计有关的各个要素是否有不完
备的地方;审查系统、分系统与零部件的匹配与协调。
评审应当是有组织的、客观的、公正的、有理论或
试求
(1) 设计之初应力求避免已考虑到的缺陷，即使
要考虑其它质量要素，如重量、尺寸。外观等，并把功能，
成本费用包括在内，都应取得平衡，当某些方面矛盾突出时，
应当以求得安全性、可靠性、耐久性为优先。某些方面也可
采用折中处理。
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5.1.3.3 汽车可靠性设计的基本内容
(2)从零部件方面考虑
★ 确定总成或零件的可靠性要求。
★ 制定出零件可靠性一览表。
还应考虑到质量指标、经济指标、外观形貌、生产 和开发能力，诸如性能、成本、安全、时间、尺寸、重 量以及使用、维修等方面的限制
产品的寿命不一定是越长越好。
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可靠度与费用的关系
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5.1.3.1可靠性设计的辩证思维
(2)可靠性与简单化、标准化、冗余性的辩证关系 在通常情况下，系统愈简单，零部件愈少，则可靠
★ 制定出高可靠性零件一览表。
★ 指出可靠性不佳的零件。
★ 确定零件寿命。
★ 确定零件的失效率。
★ 重要的零件采用概率设计方法。
★ 关键零件的可靠性试验计划。
★ 采用标准件和质量稳定、设计成熟、制造水平
高的零部件。
★ 贮备设计:考虑采用冗余 (贮备)设计法和备件
的使用。
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5.1.3.3 汽车可靠性设计的基本内容
★ 重要零件及部件上装设自动监视、故障显示、 自动校正装置。 ★ 制定重要件、易损件的使用、维修方针。 ★ 尽量减少调整点。 ★ 进行零件的可靠性预测。 ★ 确定零件报废标准、故障模式和失效判据。 ★ 进行零部件可靠性评审。 ★ 制定零件包装;运输、贮存、使用、维修说明书。
性就愈高;愈是简单化、 标准化，也就愈能增加互换性、 更换性和易检性，从而提高了产品的可维修性。
对某些关键性部件采用冗余系统设计 (贮备设计)， 虽然增加了系统的复杂性，但它是提高系统可靠性的 有效办法。所以，简单化、标准化与冗余系统的采用， 要辩证地分析。
(3)可靠性与可维修性的辩证关系 汽车是可维修产品， 不应单纯追求产品的固有可靠性，必须重视可维修性 设计，着眼于汽车的有效度。
性评价和采取相应对策从而提高可靠性水平，使设计方案更
经济、更有效、更可行。
★修改设计方案 根据可靠性试验结果，对不合理的设计予
以修改，使设计方案更加完善，这种修改往往不是一次完成
的，需要多次反复，逐步提高和完善。
★确定整车或零部件的运输、包装以及保管要求 涉及储
运装置的设计。
★各项指标的综合平衡 不仅要考虑可靠性和维修性，同时
(5)试验反馈 运用可靠性试验数据和可靠性分
析、研究的成果，及时反馈到有关设计、生产
中去。
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5.1.3汽车可靠性设计的基本要求
5.1.3.1可靠性设计的辩证思维
(1)可靠性与成本的辩证关系 汽车是一个复
杂的系统，汽车设计的方法实属系统工程学的方法，对 于系统而言，就是在有限的资源 (人力、物力、时间) 条件制约下，尽可能地获得最大的系统有效性。
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5.1.3.1可靠性设计的辩证思维
(5)设计审查与可靠性的关系 将可能发现的问题解决 在产品开发阶段，必须在设计工作的各个阶段，组 织设计评审工作。故障模式及危害度分析和审定是 设计开发工作计划的重要组成部分，是形成自主开 发能力的一个重要环节。
主要有以下几种评审:①市场调研、项目确立的 可行性评审。②图样设计完成后的评审。③样机试 制后的评审。④性能、可靠性试验结束后的评审。 ⑤产品鉴定。
性指标，进行方案设计。
★确定汽车的工作环境 诸如汽车使用气候条件、道路条件、
载运条件等等。
★确定整车的系统的构成及配置 诸如:动力系一电控喷射发
动机、制动系一ABS装置。
★实施可靠性预测和分配 将汽车系统的可靠性指标分配给各
个分系统 (总成)和零部件，并对可靠性的目标值进行预测。
★决定易操作性基本要求（人机可靠性） 如自动变速器、自