机械零件可靠性设计
浅谈机械零件可靠性设计
摘要：机械零件可靠性设计是指在产品的研发阶段利用实际计算的数学模型和方法来测算出机械零件在特定环境下的工作承受能力范围和使用的周期。
在机械零件的设计过程中，运用可靠的理论知识和当代的理论现状去对机械设计进行深入的研究和分析，来测定机械零件的质量在一定的工作环境下工作能力使用的情况和机械零件使用的周期。
关键词：机械产品发展现状历史未来的方向
中图分类号：th13
可靠性设计是系统总体工程设计的重要组成部分，是为了保证系统的稳定可靠而进行的一系列分析与设计技术。
在科技发展快速的今天，可靠性已经成为一个与国民经济和国防科技密切相关的学科。
可靠性的发展最先始于上个世纪初，可以说，是一战和二战期间诞生的一种新理论，在诞生的初期，主要对工业生产中工业零件的制造和设计，尽力使零件的可靠性符合实际的目标和实际工作的需要。
一、研究历史
可靠性设计的研究起始于20世纪初。
在二十世纪初期，概率论和数理统计学的逐步成熟，并且能够应用于实际，在结构安全度的领域内进行分析，这标志着结构可靠性理论研究的初步开始。
在二十世纪的四十年代，机械理论可靠性在实际领域有了长足的发展。
随着社会的进步和数学理论的不断进化和发展，到目前为止，已经
到了非常成熟的阶段，尤其是在许多国家的结构设计规范研究领域中的应用。
对于机械可靠性理论的初期，要从20世纪初开始。
1926年到1927年期间，德国的学者迈耶斯提出了随机变量均值和方差的设计方法。
而量化指标是衡量产品可靠性的标志是在1930年英国《适航性统计学注释》一书中首次提出的。
在书中，首次运用概率论的观点来计算飞机事故的极限值。
在二战结束阶段，德国的火箭专家运用概率乘积的定义，将总系统可靠度看成是各子系统可靠度的乘积，进而算出火箭诱导装置的可靠度，这是历史上第一次对产品的可靠性做出了定量表达。
20世纪是可靠性理论从发展到成熟的阶段，许多科学家、学者不断的总结经验，在真实、精确的大量有效数据上进行研究和探索，逐渐将可靠性理论从空白发展至趋于成熟。
经过近百年的发展，理论进入完善期，机械产品的生产越来越复杂，大型的、精密的高科技仪器也不断的面世；另一方面，各种灾难性事故的发生却越来越频繁。
至此，不可靠性的惨重代价进一步促使各国学者对于可靠性理论的研究。
现在，可靠性稳健设计以及可靠性鲁棒设计已成为一种发展趋势，可靠性理论的发展得到了飞速的发展，各国学者对于可靠性理论的研究也有了更高的重视。
可靠性设计在未来的科技和灾难预警中的地位定会越来越突出。
二、研究现状
在现代社会中，概率计算方法论逐渐成为人们在设计和生产中必不可少的理论工具。
随着科学技术的不断发展，人们在实践中逐渐
发现，除了不确定性因素之外，还存在着另一种模糊因素信息。
使用传统的概率计算方式虽然对于模糊性的预测可以成立，但是计算量比较大。
近年来，经过不断的理论研究表明，概率可靠性的数据对于概率模型的关系比较密切。
换句话说，概率模型是概率可靠性的数据基础，数据中的一个小误差就会使得计算过程中出现很大的变数。
因此，在实际的操作中，必须同时考虑随机性和模糊性。
在一直以来的研究中，不同的学者提出了不同的见解和方法，如zadeh 提出的模糊概率计算公式，haim提出采用非概率的可靠性概念，采用凸集合模型描述，经过分析可得出输出的变化范围，将此变化范围与要求的变化范围进行比较可得到安全程度的度量指标。
总之，所有的可靠性设计研究都在以不同的方式得到更加精确更加完善
的方法，来计算零件、设备在实际生产使用过程中的可靠性。
可靠性设计的精确性和先进性是建立在一定的数据基础之上的，比如应力、强度、寿命等数据，而且这些数据必须是真实的、精确的。
所以，在通过强大、真实的数据进行研究之后，可靠性设计的研究是有据可依，有其存在的意义。
三、未来的发展趋势
对于当前的机械设计行业，如何提高产品的质量、缩短制造周期、改进设计技术、完善设计理论是最重要的，而这些都与可靠性有着密切的关系。
可靠性的分析和计算发展的也比较成熟。
目前，可靠性设计的发展方向主要体现在以下几个方面。
3.1优化方面
在未来的发展和试验方面，可靠性的优化设计是比较重要的一个方面。
可靠性优化设计是在可靠性的基础上进行优化设计，即能定量地满足产品在运行中的可靠性，又可以使产品某些重要的参数符合生产的标准，从而保证结构的预测工作性能与实际工作性能更符合。
3.2灵敏度方面
可靠性灵敏度设计可以充分反映出各设计参数对产品或系统工作失效性影响的不同程度，即敏感性；便于找出哪些参数在产品正常生产设计中影响较大。
从而进行重新设计和规划。
灵敏度的发展能够使人们在实际操作和预测中更加的精确。
比较明显的判断出机械零件在某些方面的缺陷，进而改正。
灵敏度的可靠性是产品质量好坏的重要保证之一，只有充分进行对灵敏度的计算，才能精确的研究出产品的优劣，完善设计结构和材料。
3.3稳健性设计
稳健性对于机械产品的设计具有极其重要的作用和意义。
稳健性设计能使机械的性能更加稳定可靠，不受制造期间的变化或使用环境的不同的影响和干涉，并使产品在其寿命周期内，不管其参数、结构发生变化或零件的小范围内老化，都能持续可靠的工作和使用，从而提高产品的质量、降低使用过程中的不确定因素的风险。
所谓的稳健性，就是保证机械在受到外部环境的影响时，自身的抗影响能力的大小，对于机械零件，稳健性是十分重要的，稳健性不但可以提高机械的使用寿命同时可以降低在实际环境中的事故。
3.4可靠性实验
在现在的可靠性研究中，虽然可靠性的理论已经有比较重大的发展和突破，但是可靠性实验却不是很成熟。
在生产过程中，经常使用的实验方式有：高温箱、低温箱、震动、加电等等。
可靠性实验的目的是为了发现产品在设计、用材、加工工艺方面的各种不足，改善产品的生产质量，提高产品在生产过程中的成功率；并且能够减少产品在使用过程中的维修次数，节约维修费用。
确认产品是否符合可靠性定量的要求。
3.5传统的设计方法和可靠性设计相结合
可靠性设计方法一方面缺少基础数据，另一方面缺少对产品结构的研究，传统的安全系数法虽然存在一些方面的不足，但是有很多优点，比如图像比较直观，操作和计算都比较简单，而且在人力操作过程中涉及的工作量小。
在一些外部情况或因素都非常复杂的时候也可以保证机械零件的可靠性。
所以，传统的设计方法和可靠性设计的有机结合，有助于提高工作效率，提高可靠性设计的准确性，缩减工作量。
同时可以减少在设计和规划方面的经费。
总结：
可靠性设计的研究是对产品的一种特殊的衡量标准，可以看做是产品的一种动态质量。
它存在于产品从初始阶段的开发、设计、实验到最后的投入使用。
可靠性设计研究的发展有一个比较广阔的前景，企业的生产对于可靠性研究的知识掌握的越多，就越能生产出比较精确和准确的产品。
产品的质量和使用周期就能够得到进一步
的改善，在实际的使用中，能够尽量减少事故的发生。
可靠性设计在机械零件和系统工程的设计制造中，具有不可替代的作用。
参考文献：
[1]李国芬。
黄学明.桥梁结构可靠性研究综述[j]中国水运，2006（12.）
[2] 王超。
王金.机械可靠性工程[m].冶金工业出版社，1992（14）.
[3] 刘正高. 航天质量与可靠性技术的发展趋势[j].实践经验，2005（4）。
机械设计中的零件装配与公差分析
机械设计中的零件装配与公差分析在机械设计过程中，零件装配与公差分析是非常关键的一步。
它能够确保产品的功能和性能符合设计要求，同时也能够提高产品的质量和可靠性。
下面，我们将深入探讨机械设计中的零件装配与公差分析的重要性和方法。
1.零件装配的重要性零件装配是将设计好的零件组装在一起，形成一个完整的产品。
在机械设计中，零件装配的质量直接影响产品的功能和性能。
如果装配不良，可能会导致产品失效或者性能下降。
因此，在进行零件装配时，我们需要考虑以下几个方面：1.1 尺寸配合尺寸配合主要涉及零件之间的配合间隙和公差。
合适的配合间隙和公差可以确保零件能够正确拼装在一起，并且在使用过程中不会产生过大的摩擦或者间隙。
因此，在进行零件装配时，我们需要根据设计要求和材料特性来确定合适的尺寸配合。
1.2 强度要求在机械设计中，零件通常需要承受一定的载荷和应力。
因此，在进行零件装配时，我们需要确保零件之间的连接紧固可靠，能够承受相应的载荷和应力。
如果连接不牢固，可能导致零件位移、松动或者断裂，从而影响产品的使用。
1.3 运动要求某些机械产品需要进行定向运动，例如，齿轮传动系统。
在进行零件装配时，我们需要确保零件之间的相对位置和运动关系符合设计要求。
如果装配不当，可能会导致运动不畅或者运动阻力过大，从而影响产品的使用效果。
2.公差分析的重要性在机械设计中，公差分析是一个非常重要的环节。
公差是指零件或装配件的尺寸、形状和位置的偏差范围。
公差分析可以评估零件装配的可行性和可靠性，帮助设计师确定合适的公差要求。
具体来说，公差分析有以下几个作用：2.1 评估装配可行性在进行零件装配时，不同制造工艺和设备对公差的控制能力不同。
通过公差分析，可以评估零件之间的配合是否可行，是否能够在给定的公差范围内进行装配。
如果公差范围太小，可能会导致装配困难或者不可行；如果公差范围太大，可能会导致装配过松，影响产品的使用寿命。
因此，在进行装配设计时，我们需要合理确定公差范围。
第5章—可靠性设计2
第三节
可靠性设计的原理
应力—强度分布的平面干涉模型
这个观点在常规设计的安全系数法中是不明确的。
因为根据安全系数进行的设计不存在失效的可能性。
因此，可靠性设计比常规设计要客观的多，因而应用也要广泛的多。
干涉区放大图
可靠度的确定方法
从平面干涉模型可以看出，要确定可靠度或失效概率必须研究一个随机变量超过另一个随机变量的概率。
假设失效控制应力为σ1(任意的)，那么当强度δ大于时σ1就不会发生破坏，可靠度就是强度大于失效控制应力的概率，即
]
0)[()(11>−=>=σδσδp p R
现代设计方法毛志伟
系统的可靠性设计
串联系统的可靠度计算
要有一个元件失效该系统就失效，那么这个系统就
是由齿轮、轴、键、轴承和箱体等组成，从功能关系上看，他们中任何一部分失效
并联系统逻
辑图
从而维持系统的正常运行。
储备系统逻辑图
在机械系统中，通常只用三中取二
个，因此有四种成功的工作情况：
2/3表决系统逻辑图根据概率乘法定理和加法定理，2/3系统的可靠度为。
航空发动机的优化设计与可靠性分析
航空发动机的优化设计与可靠性分析航空发动机是飞机的重要组成部分之一，其性能关系到整个飞机的安全和效率。
为了满足空中旅行安全和经济效益的要求，航空发动机的优化设计和可靠性分析至关重要。
一、航空发动机的优化设计优化设计是指在一定需求下，通过改进设计方案，使得某一或多种指标达到要求且达到最佳的设计方法。
对于航空发动机来说，其关键设计指标主要包括推力、耗油量、可靠性和寿命等。
1. 推力的优化设计推力是衡量航空发动机性能的主要指标之一。
因此，如何优化推力成为发动机设计工程师关注的重点。
一般来说，增加推力有以下几种方式：增加燃烧室温度和压力、增加涡轮转速、增加涡轮级数、改变涡轮级数之间的压比等。
在以上方法中，增加燃烧室温度和压力是增加发动机排量和提高热效率的有效方法，但会带来燃烧室和涡轮转子的温度升高和寿命下降等问题；增加涡轮转速可以显著地提高单个涡轮级的贡献，但会影响到整个发动机的重量和占用空间；增加涡轮级数可以有效地提高推力和效率，但又面临着占用空间的问题；改变涡轮级数之间的压比可以实现理想的涡轮匹配，但受到叶片的受力和振动等因素的限制。
因此，航空发动机的推力优化设计需要在满足性能要求和发动机可靠性和寿命方面取得平衡。
2. 耗油量的优化设计航空发动机的耗油量是另一个需要优化设计的关键指标。
降低耗油量可直接带来燃料经济性的提高，降低航空公司的成本。
耗油量主要由以下几个方面决定：空气缩压比、燃烧室效率、风量比、涡轮转速等。
增加空气缩压比和提高燃烧室效率可以大幅降低航空发动机的耗油量。
但这做法也面临着超出燃烧室和涡轮叶片材料性能范围和操作限制等问题。
相应的，通过减小风量比或减短涡轮叶片可以减少涡轮转速，但同样需要在发动机寿命和可靠性方面做出平衡。
因此，在耗油量的优化设计上，我们需要结合发动机的实际运营需求，同时关注发动机可靠性和寿命。
3. 可靠性和寿命的优化设计航空发动机在运营过程中需要经历高温、高压、高转速等严酷的工作环境。
机械精度设计基础
机械精度设计基础机械精度设计基础机械精度是指产品或部件的尺寸、形状、位置、互相关系、表面性质和运动特性等方面满足用户要求的程度。
机械精度设计是机械领域中重要的一部分，需要掌握一定的基础知识与技能。
本文将在机械精度设计基础的主题下，对机械设计中常用的一些概念和方法进行介绍。
一、机械精度概念1.尺寸精度：产品或部件尺寸与设计尺寸的偏差。
2.形状精度：产品或部件的形状与设计形状的偏差。
3.位置精度：两个或多个相邻部件之间位置误差的程度。
4.互相关系精度：各部分之间的相互关系的精度。
5.表面精度：产品或部件表面质量的指标。
6.运动特性：产品或部件在运动过程中的性能。
机械精度的评定标准是根据国际标准或用户需求，如果不同厂家产品在同样的标准下可以有不同的机械精度指标。
二、机械精度控制方法1.公差控制法公差是产品零件加工、组装中的误差限度，例如在铣削、钻孔、切削、折弯等加工过程中，由于操作错误或机器本身的限制，导致偏差产生。
通常，需要对各个部件的偏差进行控制，也就是通过制定公差限制偏差范围的大小，来保证产品的机械精度。
公差控制方法的优点在于能够使制造成本降低，缺点是需要对零部件的生产加工过程进行大量检测和测试。
2.基准控制法基准控制法是根据国际或国内标准，通过对特定零件进行设计制定的精度标准。
在机械设计中，有时候需要对某个特定的零件进行衡量其机械精度的标准，即基准。
以此为基础可以对整个芯片芯片构件系统进行设计。
通过基准控制法对零件机械精度进行管理和控制，可以有效控制零部件之间的误差，使得整体机械精度提高，增加产品的质量和可靠性。
三、常用的机械精度设计工具1.零件分析法零件分析法是一种通过对加工零件零件生成的误差范围和影响因素进行分析的方法。
通过这种方法，可以确定零件的加工要素，检查机床、刀具等生产设备及其使用技能程度。
在精度高的产品生产过程中，采用零件分析法进行检测和调整可以得到比较准确且合理的产品精度。
2.设计分析法设计分析法是一种针对机械设计中的误差和偏差进行分析、优化和纠正的方法。
第3章 机械可靠性设计原理
零件的可靠度为S大于所有可能的s的整个概率
R (t )
dR
f ( s )[ f ( S )dS ] ds
s1
可得到可靠度的一般表达式
R (t )
b
a
f ( s )[ f ( S )dS ] ds
s
c
a,b 分别为应力在其概率密度函数中可以设想的最小值 和最大值， c 为强度在其概率密度函数中可以设想的最大值。
2 2
3 . 83
4.7 4.8 4.9 5.0 5.1
R (t )
3 . 83
( Z ) dZ 0 . 999935
如果强度分布是时间（或工作循环次数） 5.2 5.3 的函数，则可靠度也是时间的函数
499
15
例4 某连杆机构中，工作时连杆受拉力F~N(120，12)kN，连杆材料 为Q275钢，强度极限σ B~N(238，0.08×238)MPa，连杆的截面 为圆形，要求具有90%的可靠度，试确定该连杆的半径r。
3.2 应力强度干涉理论及可靠度计算
• 应力强度分布干涉理论（模型）
可靠性设计理论的基本任务：在故障物理学研究的基础 上，结合可靠性试验以及故障数据的统计分析，提出可 供实际计算的物理数学模型及方法。
f
x
f s
g( r
s
r
s r
产品要可靠，需满足： z=S-s ≥0
若应力s和强度S均为随机变量，则z=S-s也为随机变量。 即产品可靠度为：R=P( z≥0)= P(S-s ≥0) 认识应力─强度干涉模型很重要，这里应特注意应力、 强度均为广义的应力和强度。
可靠性设计方法 应力、强度、安全系数、载荷、几 何尺寸等均为随机变量，且呈一定 分布规律 随机变量的组合运算，为多值变量，
机械零件设计概论
2. 塑料 塑料的比重小，易于制成形状复杂的零件， 而且各种不同塑料具有不同的特点，如耐蚀性、绝热 性、绝缘性、减摩性、摩擦系数大等，所以近年来在 机械制造中其应用日益广泛。 3.其它非金属材料：皮革、木材、纸板、棉、丝等。
各种材料的化学成分和力学性能可在相关国标、行标 和机械设计手册中查得。
选用原则： 优选碳素钢，其次是硅、锰、硼、钒类合金钢。
将零件的型式、规格、实验方法 、质量鉴定及标号等标准化，在 机械制造中具有重大意义。设计人员在设计时如无特殊要求，就应 当采用国家标准。
（二）机械零件设计中的标准化
零件的标准化，就是通过对零件的尺寸、结构要素、材料性能、检 验方法、设计方法、制图要求等，制定出各种各样的大家共同遵守 的标准。 1、标准化的内容 标准化工作包括三方面的内容，即标准化、系列化和通用化，简称 为机械产品的“三化”。 1）、标准化 是指对机械零件种类、尺寸、结构要素、材料性质、检验方法、公 差配合和制图规范等制定出相应的标准，供设计、制造时共同遵照 使用。 2）、系列化 将同一类产品的主要参数、型式、尺寸、基本结构等依次分档，制 成系列化产品，以较少的规格品种满足用户的广泛要求。 3）、通用化 将用途、结构相近的零部件（如轴承、螺栓等），经过统一后实现 互换。
（三）、我国标准化的分类
标准层次：国际标准、国家标准、行业标准、企业标准
代号为 ISO
GB J号) －××××(为 批准年代) 强制性国标必须严格遵照执行，否则就是违法。
推荐性国家标准：代号为GB／T ××××－××××，这类标准 占整个国标中的绝大多数。如无特殊理由和特殊需要，必须遵守这 些国标，以期取得事半功倍的效果。
1.退火 退火是将钢加热到一定温度，保温一段时间，然后工件随 炉温缓慢冷却。退火可消除因锻造、焊接等产生的内应力，降低硬 度以改善切削加工性能。
机械零件设计的一般步骤
（一）强度பைடு நூலகம்则
强度准则就是指零件中的应力不得超过允许的限度。即： σ≤σlim
其中：σlim 为材料的极限应力，对于脆性材料：σlim＝σB（强度极限），对于塑 性材料：σlim＝σS（屈服极限）。
（四）振动稳定性准则
机器中存在着很多周期性变化的激振源。例如：齿轮的啮合，滚动轴承中的振动， 滑动轴承中的油膜振荡，弹性轴的偏心转动等。如果某一零件本身的固有频率与上述激 振源的频率重合或成整数倍关系时，这些零件就会发生共振，以致使零件破坏或机器工 作关系失常等。所谓振动稳定性，就是说在设计时要使机器中受激振作用的各零件的固 有频率与激振源的频率错开。例如，令 f 代表零件的固有频率，fp 代表激振源的频率， 则通常应保证如下的条件：
0.85f>fp 或 1.15f<fp 如果不能满足上述条件，则可改变零件及系统的刚性，改变支承位置，增加或减少 辅助支承等办法来改变 f 值。 把激振源与零件隔离，使激振的周期性改变的能量不传递到零件上去；或采用阻尼 以减小受激振动零件的振幅，都会改善零件的振动稳定性。 （五）可靠性准则 如有一大批某种零件，其件数为 N0 在一定的工作条件下进行试验。如在 t 时间后仍 有 N 件在正常地工作，则此零件在该工作环境条件下工作 t 时间的可靠度 R 可表示为： R=N/N0 如果试验时间不断延长，则 N 将不断地减小，故可靠度也将改变。这就是说，零件 的可靠度是一个时间的函数。若在时间 t 到 t+dt 的间隔中，又有 dN 件零件发生破坏， 则在此 dt 时间间隔内破坏的比
率 f(t)定义为: 式中 f(t)称为失效率,负号表示 dN 的增大将使 N 减小。分离变量并积分，得：
机械设计概论4机械零件的主要失效形式和计算准则一
5、零部件装配工艺性
6、零部件维修工艺性
机械零件设计中的标准化
标准化、系列化、通用化
机械设计
一、传统设计方法
第1 章
机械设计概论
12
1.7 机械设计方法及其新发展 1、理论设计 1）根据使用要求，选择零件的类型和结构。 2）根据机器的工作要求，计算作用在零件上的载荷。 3）选择适当的材料。 4）根据零件工作能力准则，确定零件的主要尺寸
机械设计
第1 章
机械设计概论
2
1.2 机器设计的一般程序 机械设计是一个创新与借鉴相结合的过程，一般程序如下：
计划阶段 方案设计 技术设计 试制、试验、鉴定、生产 信 息 反 馈 、 修 改
技术文件的编制
机械设计
第1 章
机械设计概论
3
减速器设计
机械设计
第1 章
机械设计概论
4
1.3 机械零件设计的基本要求及一般步骤
5）选用高效率设备，减少动力、燃料消耗。
机械设计
3、可靠性要求
第1 章
机械设计概论
1
机器的可靠度（R)：在规定的工作期限内和规定的工 作条件下，无故障完成规定功能的概率。 提高机器可靠度的关键是提高其组成零部件的可靠度 4、劳动保护和环境保护要求 1）操作者的操作安全，减轻操作者的劳动强度 2）改善操作者及机器的环境 5、其它要求 产品的特殊要求、造型要求、清洁能源、材料等
机械设计
第1 章
机械设计概论
6
机械设计
二、设计准则
第1 章
机械设计概论
7
1、强度准则
强度：零件抵抗断裂、塑变、疲劳破坏的能力。 方法： 1） [ ] 或 [ ]
[ ]
机械零部件设计的一般步骤
机械零部件设计的一般步骤
机械零部件设计的一般步骤如下：
1. 确定需求：明确零部件的功能和性能要求，了解所设计的机械系统的工作环境和使用条件。
2. 概念设计：通过调研、分析和创意产生多种设计方案，评估各种方案的优缺点，选择最合适的概念设计方案。
3. 详细设计：在概念设计的基础上，进行初步的设计细化，包括几何形状、材料选择、加工工艺等方面的考虑。
使用CAD 软件完成3D模型的设计。
4. 仿真分析：利用CAE软件进行模拟和分析，验证零部件的性能和可行性，包括结构力学、热学、流体力学等方面。
5. 材料选择：根据设计要求和性能需求，选择合适的材料，考虑材料的力学性能、化学特性、可加工性等。
6. 工艺设计：确定零部件的加工工艺，包括制造方法、加工设备和工序流程等，确定加工精度要求和装配要求。
7. 试制和测试：制作零部件的样件进行试制，进行性能测试和可靠性验证。
根据测试结果进行设计的修正和改进。
8. 文档编制：编写技术文件，包括设计图纸、工艺文件、技术规范等。
确保设计文件完整、准确，并符合相关的标准和规范
要求。
9. 生产制造：根据设计图纸和工艺文件进行生产，保证零部件的制造质量和工程量的控制。
10. 安装调试：进行零部件的安装和调试，验证零部件与整个机械系统的协调工作，确保其正常运行。
11. 验收和总结：完成零部件的验收工作，评估设计过程和结果，并总结经验教训，进行反馈和改进。
机械设计知识点梳理
机械设计知识点梳理一、协议关键信息1、机械设计的基本概念和原理机械的定义和分类机械设计的任务和目标机械设计的基本要求和约束条件2、机械零件的设计机械零件的失效形式和设计准则材料的选择和热处理强度计算和刚度计算零件的结构设计和工艺性3、机械传动系统的设计带传动带的类型和特点带传动的工作原理和受力分析带传动的设计计算链传动链的类型和特点链传动的工作原理和运动特性链传动的设计计算齿轮传动齿轮的类型和特点齿轮传动的失效形式和设计准则齿轮的参数计算和几何尺寸计算齿轮的精度和润滑蜗杆传动蜗杆传动的类型和特点蜗杆传动的失效形式和设计准则蜗杆传动的参数计算和几何尺寸计算蜗杆传动的效率和热平衡计算4、轴系部件的设计轴的类型和材料轴的结构设计轴的强度计算和刚度计算滚动轴承的类型和选择滚动轴承的寿命计算和组合设计滑动轴承的类型和特点滑动轴承的设计计算5、连接部件的设计螺纹连接螺纹的类型和特点螺纹连接的类型和预紧螺纹连接的强度计算键连接键的类型和特点键连接的选择和强度计算销连接销的类型和用途销连接的设计计算6、机械系统的总体设计机械系统的组成和功能机械系统的方案设计机械系统的运动学和动力学分析机械系统的精度设计7、现代设计方法在机械设计中的应用优化设计有限元分析可靠性设计绿色设计二、机械设计的基本概念和原理11 机械的定义和分类机械是机器和机构的总称。
机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料与信息。
机构是由若干构件通过运动副连接而成的具有确定相对运动的组合体。
机械可分为动力机械、加工机械、运输机械、信息机械等。
111 机械设计的任务和目标机械设计的任务是根据使用要求，对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算，并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。
其目标是在满足功能要求的前提下，使机械具有良好的性能、可靠性、经济性和安全性。
112 机械设计的基本要求和约束条件基本要求包括功能要求、可靠性要求、经济性要求、安全性要求、环保要求等。