● 摘要
可靠性是产品的一个主要特征，关系到产品的安全使用。可靠性设计目标就是减少产品潜在的一些设计缺陷与故障，是产品设计中的有效方法。由于机构形式多样、系统构造复杂，故障模式多、失效机理复杂，因此，机构可靠性问题难度比较大，研究起步也比较晚。目前，关于机构可靠性设计的理论和方法还不是很完整，仍在发展之中。传统的“设计.试验.修改.再试验”的事后救火的可靠性设计思想会造成产品的高成本、低质量、长交付期、弱竞争力。因此，在机构概念设计阶段就应该考虑机构可靠性设计。
论文首先对机构可靠性特点进行分析研究，针对现有机构可靠性设计方法存在的缺陷与理论不足等问题，运用公理化设计理论进行FMEA结合研究，建立基于公理化的机构故障模式分析设计流程；再将公理化设计理论与FTA进行集成研究，建立基于公理化的功能失效树分析过程，为可靠性设计模型的建立和分析奠定基础。
其次，考虑到机构多功能需求下故障模式多的问题，文章通过公理化的层级映射过程与设计矩阵单元，构建机构失效机理与失效模式关系矩阵、机构失效模式自相关矩阵，确定主要失效模式主次顺序，为机构可靠性分配奠定基础。对机构的主要失效形式建立连接方程或功能函数，建立主要失效模式功能函数与设计参数之间的设计矩阵。
然后，通过公理化设计理论与可靠性设计理论相结合，以及可靠性灵敏度分析，确定相关设计参数对可靠性的影响程度；根据灵敏度分析结果，将机构的可靠度、关键设计参数作为目标或者约束进行机构可靠性优化，并再反馈给设计早期阶段，修改设计方案，这是一个迭代的过程，公理化设计理论与可靠性分析方法的结合，能帮助设计人员明确设计过程，缩短了设计周期。
最后，通过工程实例进行机构可靠性设计，验证了以上方法和技术，具有较好的工程实用价值。