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第五章 机械可靠性设计 主讲人：张春燕 xiangyutianji@163.com 安徽科技学院机电与车辆工程学院 可靠性设计基本方法1 方法2 方法3 方法4 方法5 安徽科技学院机电与车辆工程学院张春燕制作 机械系统可靠性预测原理 3）并联系统的可靠性 当一个系统的单元中只要有一个正常工作，该系统就能正常工作，只有全部单元均失效时系统才失效，则该系统称为并联系统或工作冗余系统。 系统可靠度： 系统累积失效概率： 1 2 n 并联系统逻辑图 安徽科技学院机电与车辆工程学院张春燕制作 机械系统可靠性预测原理 3）并联系统的可靠性 并联系统在电子和电气系统中得到广泛的应用，机械系统中的冗余近年来也增加，如动力装置、安全装置和液压系统等。 安徽科技学院机电与车辆工程学院张春燕制作 机械系统可靠性预测实例 例2：有三个单元组成的系统，单元的可靠度分别为：R1 ＝0.98, R2 ＝0.95, R3 ＝0.90,求系统的可靠度。 解：根据图示判定该系统为串并联系统，其系统可靠度为： 1 2 3 3 33子系统可靠度： 系统可靠度： 安徽科技学院机电与车辆工程学院张春燕制作 机械系统可靠性预测练习 安徽科技学院机电与车辆工程学院张春燕制作 机械系统可靠性预测原理 4）表决系统的可靠性 1 2 3 3中取2表决系统 2-out-of-3 由n个单元组成的一个并联系统，只要其中k个单元不失效，则系统就不会失效，这种系统称为n中取k的表决系统，记为k/n系统。 机械系统通常只有最简单的3中取2的表决系统，记为2/3系统。 E1 、 E2 、 E3表示三单元的正常事件，此系统正常工作有四种情况： 1）1、2、3三单元皆正常，则有事件（E1∩E2∩E3） 2）单元1失效，单元2、3正常，则有事件 3）单元2失效，单元1、3正常，则有事件 4）单元3失效，单元1、2正常，则有事件 安徽科技学院机电与车辆工程学院张春燕制作 机械系统可靠性预测原理 4）表决系统的可靠性 此系统正常工作的模型可表示为： 根据概率的加法定理和乘法定理，系统的可靠度为： 各单元可靠度相等： 安徽科技学院机电与车辆工程学院张春燕制作 机械系统可靠性预测实例 例3：有一由表决系统与串、并联系统构成的组合系统如图所示，由元件1，2，3组成的是 2/3表决系统，若已知各元件的可靠度为：R1＝0.93， R2＝ 0. 94， R3＝ 0. 95， R4＝ 0. 97， R5＝ 0. 98， R6＝ R7＝ 0. 85，求组合系统的可靠度是多少？ 1 2 3 4 5 7 6 安徽科技学院机电与车辆工程学院张春燕制作 机械系统可靠性预测实例 1 2 3 4 5 7 6 解： (1)求2/3表决系统的可靠度： (2) 并联系统子系统的可靠度： S123 4 5 S67 安徽科技学院机电与车辆工程学院张春燕制作 机械系统可靠性预测实例 S123 4 5 S67 (3) 简化后为串联系统，其可靠度： 安徽科技学院机电与车辆工程学院张春燕制作 机械系统可靠性预测练习 某系统由4个相同元件并联组成，系统若要正常工作，必须由3个以上元件处于工作状态，已知每个元件的可靠度R=0.9，求系统的可靠度。 安徽科技学院机电与车辆工程学院张春燕制作 机械系统可靠性预测作业 图示为2K-H型行星齿轮机构。如果太阳轮a，行星轮g及齿圈b的可靠度分别为Ra， Rg1 =Rg2 =Rg3= Rg及Rb，且 Ra ＝0.995, Rg ＝0.999, Rb ＝0.99，求行星齿轮机构的可靠度Rs。设任一齿轮失效为独立事件(只要有一行星轮g不失效，系统就可以正常工作)。 n1 T1 n2 T2 g a g b g1 g2 g3 b a 安徽科技学院机电与车辆工程学院张春燕制作 机械系统可靠性预测思考题(大作业中) 计算如图所示单级圆柱齿轮减速器的可靠度。已知使用寿命5000h内各零件的可靠度为：轴1及轴7为R1 ＝0.995, 滚动轴承2、4、6、9均为R2 ＝0.94, 齿轮副5为R3 ＝0.99,键3、8均为R4 ＝0.9999。 4 安徽科技学院机电与车辆工程学院张春燕制作 THE END! 安徽科技学院机电与车辆工程学院张春燕制作 机械系统可靠性分配 机械系统可靠性分配概述及方法 机械系统可靠性分配实例 机械系统可靠性分配思考题 安徽科技学院机电与车辆工程学院张春燕制作 机械系统可靠性分配概述 可靠性分配是把设计任务书上规定的系统可靠度指标合理地分配给组成系统的各个元件。分配的主要目的是确定每个元件合理的可靠度指标，作为元件设计和选择的依据。 几