Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Надежность механических систем. Учебно-методическое пособие

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
11.08.2026
Размер:
604 Кб
Скачать

Приложение

Задача № 2 Расчет безотказной работы

Прибор состоит из трех блоков, которые независимо друг от друга могут отказать. Отказ каждого из блоков приводит к отказу всего прибора. Вероятность того, что за время Т работы прибора откажет первый блок, равна Q1(Т), второй – Q2(Т), третий – Q3(Т). Найти вероятность того, что за время работы Т прибор проработает безотказно.

Номер

Номер

Вероят-

Номер

Номер

Вероят-

Номер

Номер

Вероят-

вари-

режи-

ность от-

вари-

режи-

ность от-

вари-

режи-

ность от-

анта

ма

каза Q(Т)

анта

ма

каза Q(Т)

анта

ма

каза Q(Т)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0,1

9

1

0,2

17

1

0,1

 

2

0,3

 

2

0,4

 

2

0,5

 

3

0,2

 

3

0,1

 

3

0,2

2

1

0,1

10

1

0,2

18

1

0,2

 

2

0,4

 

2

0,6

 

2

0,1

 

3

0,3

 

3

0,1

 

3

0,4

3

1

0,1

11

1

0,2

19

1

0,1

 

2

0,5

 

2

0,3

 

2

0,6

 

3

0,2

 

3

0,4

 

3

0,2

4

1

0,2

12

1

0,2

20

1

0,2

 

2

0,3

 

2

0,5

 

2

0,7

 

3

0,2

 

3

0,1

 

3

0,1

5

1

0,2

13

1

0,2

21

1

0,1

 

2

0,1

 

2

0,1

 

2

0,5

 

3

0,5

 

3

0,1

 

3

0,2

6

1

0,1

14

1

0,1

22

1

0,1

 

2

0,3

 

2

0,5

 

2

0,4

 

3

0,1

 

3

0,1

 

3

0,3

7

1

0,2

15

1

0,2

23

1

0,2

 

2

0,4

 

2

0,4

 

2

0,4

 

3

0,2

 

3

0,1

 

3

0,5

8

1

0,1

16

1

0,1

24

1

0,1

 

2

0,5

 

2

0,3

 

2

0,1

 

3

0,3

 

3

0,6

 

3

0,1

61

Приложение

Задача № 3 Расчет вероятности безотказной работы механизма

с последовательно-параллельной структурой

Прибор состоит из четырех блоков. При этом блоки 2 и 3 дублируют друг друга, а блоки 1 и 4 независимо друг от друга могут отказать. Вероятности безотказной работы каждого из блоков за время Т следующие: первого – Р1(Т), второго – Р2(Т), третьего – Р3(Т), четвертого – Р4(Т). Найти вероятность того, что за время работы Т прибор проработает безотказно.

 

 

Вероят-

 

 

Вероят-

 

 

Вероят-

Номер

Номер

ность без-

Номер

Номер

ность без-

Номер

Номер

ность без-

вари-

режи-

отказной

вари-

режи-

отказной

вари-

режи-

отказной

анта

ма

работы

анта

ма

работы

анта

ма

работы

 

 

Р(Т)

 

 

Р(Т)

 

 

Р(Т)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0,9

9

1

0,8

17

1

0,9

2

0,7

2

0,6

2

0,5

 

3

0,8

 

3

0,9

 

3

0,8

 

4

0,9

 

4

0,8

 

4

0,9

2

1

0,9

10

1

0,8

18

1

0,8

2

0,6

2

0,6

2

0,9

 

3

0,7

 

3

0,9

 

3

0,6

 

4

0,9

 

4

0,9

 

4

0,8

3

1

0,9

11

1

0,8

19

1

0,9

2

0,5

2

0,7

2

0,6

 

3

0,8

 

3

0,6

 

3

0,8

 

4

0,7

 

4

0,9

 

4

0,7

4

1

0,8

12

1

0,8

20

1

0,8

2

0,7

2

0,5

2

0,7

 

3

0,8

 

3

0,9

 

3

0,9

 

4

0,9

 

4

0,7

 

4

0,9

62

Приложение

5

1

0,8

13

1

0,8

21

1

0,9

2

0,9

2

0,9

2

0,5

 

3

0,5

 

3

0,9

 

3

0,8

 

4

0,9

 

4

0,7

 

4

0,7

6

1

0,9

14

1

0,9

22

1

0,9

2

0,7

2

0,5

2

0,6

 

3

0,9

 

3

0,9

 

3

0,7

 

4

0,8

 

4

0,9

 

4

0,7

7

1

0,8

15

1

0,8

23

1

0,8

2

0,6

2

0,6

2

0,6

 

3

0,8

 

3

0,9

 

3

0,5

 

4

0,7

 

4

0,8

 

4

0,9

8

1

0,9

16

1

0,9

24

1

0,9

2

0,5

2

0,7

2

0,9

 

3

0,7

 

3

0,6

 

3

0,9

 

4

0,7

 

4

0,7

 

4

0,8

63

Приложение

Задача № 4 Расчет вероятности безотказной работы

для изделий с назначенным ресурсом

На испытание поставлено N0 изделий. За время ∆t1, ч, отказало n(∆t1) изделий, за последующие ∆t2, ч, отказало еще n(∆t2) изделий. Определить вероятности безотказной работы P(ti) и отказа Q(ti) в моменты времени t1, t2 и на интервале ∆t2, а также величины: λ(∆t2) – интенсивность отказов на интервале ∆t2, а(∆t2) – частоту отказов, Тср – среднее время наработки до отказа.

Номер

N0

t1, ч

n(∆t1)

t2, ч

n(∆t2)

варианта

1

5340

4300

184

160

56

2

5560

3400

164

170

76

3

5820

5400

180

168

67

4

7340

4000

270

162

36

5

7280

4800

284

260

86

6

7760

5300

234

210

58

7

6280

5700

236

230

86

8

6920

4600

212

152

38

9

6340

5300

174

180

46

10

7340

3300

184

170

56

11

5560

4300

270

168

82

12

2030

6320

286

288

67

13

6280

5400

212

160

92

14

7760

4000

236

380

56

15

9400

4500

278

411

99

16

8670

4050

296

738

34

17

1950

5000

254

143

57

18

7340

6700

184

210

56

19

5560

5400

270

160

67

20

7760

6200

184

184

58

21

7340

5800

236

170

84

22

5340

7200

212

210

78

23

6280

5500

184

235

92

64

Приложение

Задача № 5 Расчет вероятностных качественных показателей

неремонтируемых изделий

Электронноеустройствонепрерывноработаетвтечениеt,ч.Числовходящих в него элементов и режимы их работы приведены в таблице. Вычислить вероятности безотказной работы и отказа, среднюю наработку до отказа электронного устройства.

Номер

Количество ni

Интенсивность отказов

Поправочный

 

 

λi 10–6, 1/ч

 

коэффициент α

 

вари-

 

 

t, ч

анта

К

Р

Т

П

К

Р

Т

П

К

Р

Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

23

30

3

90

0,01

0,087

0,35

0,007

0,33

0,61

0,45

2700

2

17

28

4

85

0,025

0,087

0,45

0,005

0,30

0,50

0,35

3200

3

25

32

6

80

0,02

0,07

0,25

0,003

0,31

0,40

0,28

5200

4

21

24

8

82

0,04

0,08

0,35

0,004

0,28

0,55

0,65

3000

5

17

18

3

78

0,03

0,06

0,45

0,006

0,26

0,35

0,50

4800

6

19

28

10

90

0,035

0,08

0,35

0,007

0,20

0,45

0,46

6200

7

20

18

12

86

0,04

0,09

0,55

0,004

0,24

0,52

0,40

5200

8

25

24

17

88

0,02

0,07

0,45

0,006

0,28

0,40

0,28

5800

9

23

30

3

90

0,01

0,087

0,35

0,007

0,33

0,61

0,45

2700

10

18

32

6

78

0,03

0,07

0,25

0,005

0,16

0,53

0,65

2000

11

17

24

8

76

0,02

0,06

0,45

0,003

0,20

0,38

0,50

4800

12

12

22

14

82

0,035

0,091

0,37

0,004

0,14

0,2

0,71

1800

13

25

28

11

90

0,07

0,08

0,45

0,007

0,18

0,40

0,35

2700

14

18

32

10

86

0,06

0,06

0,25

0,005

0,30

0,52

0,65

3000

15

23

16

17

79

0,09

0,03

0,35

0,003

0,22

0,34

0,24

3500

16

16

21

11

94

0,09

0,03

0,52

0,005

0,36

0,27

0,24

3500

17

24

21

9

94

0,09

0,04

0,54

0,003

0,36

0,71

0,25

4300

18

28

27

7

78

0,02

0,05

0,50

0,006

0,18

0,65

0,42

5100

19

17

25

12

80

0,04

0,07

0,45

0,004

0,22

0,48

0,50

3200

20

25

28

14

84

0,03

0,09

0,35

0,005

0,16

0,56

0,65

5200

21

19

32

8

92

0,025

0,05

0,55

0,003

0,20

0,38

0,40

2700

22

18

25

6

90

0,01

0,07

0,38

0,006

0,30

0,42

0,28

4800

23

21

27

10

85

0,02

0,06

0,40

0,008

0,28

0,28

0,35

3000

Примечания: 1. К – конденсаторы; Р – резисторы; Т – транзисторы; П – пайки. 2. Поправочный коэффициент для паек равен единице.

65

Приложение

Задача № 6 Расчет вероятностных показателей в зависимости

от продолжительности работы

В работе находится N0 невосстанавливаемых объектов. Число отказов n(∆t) подсчитывалось через каждые ∆ti ч. Данные об отказах приведены в таблице. Необходимо определить вероятность безотказной работы P(∆ti), частоту а(∆ti) и интенсивность отказов λ (∆ti) на каждом интервале и построить графики этих зависимостей от времени, а также рассчитать Тср – среднее время наработки до отказа. (Зависимости α = f(∆ti) и λ = f(∆ti) строятся на одном графике, P(∆ti) – отдельно.)

66

 

Номер

Число

 

 

 

Число отказов n(∆t) в интервале времени ∆t, ч

 

 

 

 

 

вари-

объек-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0–200

200–400

400–606

606–800

800–1010

1010–1200

1200–1400

1400–1600

1600–1800

1800–2000

 

 

 

анта

тов N0

 

 

 

1

4500

48

43

40

39

39

43

48

48

49

55

 

 

 

2

5100

55

48

42

40

40

41

43

48

52

56

 

 

 

3

5400

47

45

41

40

35

37

39

45

51

53

 

 

 

4

4800

33

51

42

43

43

33

32

33

47

39

 

 

 

5

5200

39

33

39

33

34

39

51

39

48

39

 

 

 

6

5600

51

48

43

42

40

41

42

43

44

48

 

 

 

7

6700

47

46

42

37

35

32

43

43

48

59

 

 

67

8

3910

39

35

36

34

33

32

33

36

38

42

 

Приложение

12

7300

42

38

33

32

30

38

42

48

51

52

 

 

9

4700

48

45

42

42

40

45

47

47

48

51

 

 

 

10

5300

55

34

36

32

33

33

45

47

49

55

 

 

 

11

6500

88

78

82

77

75

71

76

83

89

48

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

6800

48

43

40

39

39

43

48

48

49

55

 

 

 

14

4310

42

40

39

38

37

36

37

40

41

43

 

 

 

15

6550

47

41

43

42

40

38

40

43

48

51

 

 

 

16

5800

55

48

50

46

47

44

46

51

56

59

 

 

 

17

4680

48

43

40

39

39

43

48

48

49

55

 

 

 

18

5700

53

48

47

45

41

40

45

48

48

50

 

 

 

19

6900

35

33

30

31

30

32

36

38

38

42

 

 

 

20

7200

47

43

39

35

34

32

33

46

55

56

 

 

 

21

4900

39

34

33

33

32

31

42

43

47

51

 

 

 

22

5300

52

48

45

42

41

45

48

48

49

54

 

 

Приложение

Задача № 7 Расчет конструкторской размерной цепи

Решить обратную задачу расчета размерной цепи – рассчитать пре-

дельные отклонения и допуск на замыкающий размер по заданным отклонениям и допускам на все составляющие звенья.

 

 

 

 

Составляющие размеры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б1

 

Б2

 

 

Б3

варианта

отклонение

отклонение

 

отклонение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

верхнее

 

нижнее

верхнее

 

нижнее

 

верхнее

 

нижнее

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

 

–0,02

+0,04

 

–0,02

 

–0,01

 

+0,01

2

–0,01

 

–0,025

+0,03

 

–0,01

 

–0,015

 

+0,015

3

–0,005

 

–0,015

+0,035

 

+0,025

 

–0,03

 

+0,03

4

0

 

–0,02

+0,02

 

–0,03

 

–0,02

 

+0,02

5

–0,01

 

–0,025

+0,04

 

–0,02

 

–0,01

 

+0,01

6

–0,005

 

–0,015

+0,03

 

–0,01

 

–0,015

 

+0,015

7

0

 

–0,02

+0,035

 

+0,025

 

–0,03

 

+0,03

8

–0,01

 

–0,025

+0,02

 

–0,03

 

–0,02

 

+0,02

9

–0,005

 

–0,015

+0,04

 

–0,02

 

–0,01

 

+0,01

10

0

 

–0,02

+0,03

 

–0,02

 

–0,015

 

+0,015

11

–0,01

 

–0,035

+0,035

 

+0,025

 

–0,03

 

+0,03

12

–0,005

 

–0,015

+0,02

 

–0,03

 

–0,02

 

+0,02

13

0

 

–0,02

+0,04

 

–0,02

 

–0,01

 

+0,01

14

–0,01

 

–0,025

+0,03

 

–0,02

 

–0,015

 

+0,015

15

–0,005

 

–0,015

+0,02

 

–0,025

 

–0,03

 

+0,03

16

0

 

–0,02

+0,02

 

–0,03

 

–0,02

 

+0,02

68

Приложение

17

–0,01

–0,035

+0,04

–0,02

–0,01

+0,01

18

–0,005

–0,015

+0,03

–0,01

–0,015

+0,015

19

0

–0,02

+0,035

+0,025

–0,03

+0,03

20

–0,01

–0,025

+0,02

–0,03

–0,02

+0,02

21

–0,005

–0,015

+0,04

–0,02

–0,01

+0,01

22

0

–0,02

+0,03

–0,01

–0,015

+0,015

23

–0,01

–0,025

+0,035

+0,025

–0,02

+0,02

69

 

Оглавление

 

Введение ........................................................................................................

3

Глава

1. ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА И ТЕХНИЧЕСКОГО

 

УРОВНЯ МАШИН......................................................................................

5

Глава

2. РАБОТОСПОСОБНОСТЬ МАШИН.........................................

7

2.1. Показатели надежности машин.........................................................

7

2.2. Комплексные показатели надежности машин.................................

9

2.3. Основные факторы физического старения машин........................

11

2.4. Расчет надежности механических систем......................................

14

2.5. Расчет надежности механических систем методом

 

преобразования структурной схемы......................................................

22

2.6. Примеры расчета вероятностных количественных

 

показателей надежности механических систем ...................................

24

2.7. Модели и методы оценки прочностной надежности

 

при проектировании................................................................................

30

Глава 3. ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ МАШИН

 

ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ......................................................................

33

3.1. Оптимизация и совершенствование расчетов деталей

 

и узлов механизмов машины..................................................................

33

3.2. Совершенствование конструкций деталей и узлов механизмов

 

и машин для повышения их надежности..............................................

34

3.3. Технологические методы обеспечения надежности машин

 

при их изготовлении................................................................................

36

3.4. Повышение надежности и долговечности деталей машин

 

при их эксплуатации................................................................................

49

70