现代设计方法课程考查—论文题目及要求（2015-2016学年） 论文撰写总体要求
1 论文采用word 排版，单面打印。同时上交打印和电子文档。
2 应有中文摘要（含目的、方法、结果、结论四要素）、关键词（3-8个）。 3引用的公式和数据应注明所引用文献的出处，并列入参考文献，参考文献不少于4篇(未公开发表、出版的文献不得列入参考文献) 。参考文献编排格式：
（1）期刊：[序号]作者姓名（姓前名后). 论文名[J].刊名（外文刊名可缩写），出版年份，卷号（期号）：起止页码。
（2）专著：[序号]作者姓名（姓前名后）书名[M].版本（第一版不写）. 出版地：出版者，出版年. 起止页码。
4 图、表应有标号、文字注释。表格采用三线表
5 公式中的英文、阿拉伯字符应有中文注释，物理量应标量纲单位，量纲单位采用ISO 国际标准。
6 一级、二级、三级标题的示例分别为“1”、“1.1”、“1.1.1”
7论文全文采用宋体；论文题目采用3号字加粗；一级标题采用小3号字加粗；二级标题采用4号字加粗；三级标题采用小4号字加粗；正文采用小4号字；摘要、关键词、参考文献采用5号字。采用1.5倍行距。
8 文笔流畅、语句通顺。
未按以上规范要求撰写的论文一律退回修改。论文上交截止日期为本学期第18周末前。
以下各类题型论文中学生任选一小题.
一 齿轮传动可靠性设计
本类题型论文，齿轮的齿根弯曲应力和齿面接触应力均视为遵循正态分布的随机变量。
本类题型论文撰写内容与规范要求：
1） 引言（描述齿轮传动中的随机性极其概念、描述齿轮传动可靠性设计的意义，字数不少于500字）；
2） 齿轮强度的可靠度数学计算模型（齿根弯曲应力均值的计算公式和标准差的计算公式、齿面接触应力均值的计算公式和标准差的计算公式、可靠度计算公式。字数不少于3000字）；
3） 实例计算（根据已知条件进行可靠度计算和常规设计方法的设计计算。字数不少于1000字）；
4） 结束语（分析比较可靠性设计与常规设计方法的结果。字数不少于200字）。
1 直齿轮强度的可靠性设计
已知条件：传递功率N=30±3 KW,转速n=970rpm,齿宽b=40±0.10mm, 齿数z 1=25,模数m=3mm, 齿数比u=3,材料为40Cr, 齿面淬火，弯曲许用应力[s1]≈290MPa, 接触许用应力[s2] ≈1150MPa, 齿轮制造精度为8级, 中等冲击, 单向传
动, 求齿轮强度的可靠度。
2 直齿轮强度的可靠性设计
已知条件：传递功率N=30±3 KW, 转速n=970rpm,齿数z 1=25,模数m=3mm, 齿
数比u=3,材料为40Cr, 齿面淬火，弯曲许用应力[s1]≈290MPa, 接触许用应力[s2] ≈1150MPa, 齿轮制造精度为8级, 中等冲击, 单向传动, 要求齿轮强度的可靠度为0.999以上, 求齿轮的齿宽b 。
3 直齿轮强度的可靠性设计
已知条件：传递功率N=15±1.5 KW,转速n=700rpm,齿宽b=30±0.10mm, 齿数z 1=30,模数m=3mm, 齿数比u=3,材料为40Cr, 齿面淬火，弯曲许用应力[s1] = 290±20MPa, 接触许用应力[s2] =1150±115MPa, 齿轮制造精度为8级, 中等冲
击, 单向传动, 求齿轮强度的可靠度。
4 直齿锥齿轮强度的可靠性设计
已知条件：传递功率N=30±3KW, 转速n=950rpm,齿宽b=46±0.20mm, 小齿轮齿数z 1=24,模数m=4mm，齿数比u=3,材料为40Cr ，齿面淬火，弯曲许用应力
[s1]≈290MPa, 接触许用应力[s2] ≈1150MPa, 齿轮制造精度为8级，载荷稳定，
无冲击，单向传动，求齿轮强度的可靠度。
5 直齿锥齿轮强度的可靠性设计
已知条件：传递功率N=30±3KW, 转速n=950rpm, 小齿轮齿数z 1=24,模数
m=4mm，齿数比u=3,材料为40Cr ，齿面淬火，弯曲许用应力[s1]≈290MPa, 接触
许用应力[s2] ≈1150MPa, 齿轮制造精度为8级，载荷稳定，无冲击，单向传动，
要求齿轮强度的可靠度为0.999以上, 求齿轮的齿宽b 。
6 直齿锥齿轮强度的可靠性设计
已知条件：传递功率N=15±1.5KW, 转速n=950rpm,齿宽b=40±0.20mm, 小齿轮齿数z 1=26,模数m=3.5mm，齿数比u=3,材料为40Cr ，齿面淬火，弯曲许用
应力[s1]≈290MPa, 接触许用应力[s2] ≈1150MPa, 齿轮制造精度为8级，载荷
稳定，无冲击，单向传动，求齿轮强度的可靠度。
7 圆弧圆柱齿轮强度的可靠性设计
已知条件：传递功率N=75±7.5KW, 转速n=750±75rpm, 齿宽b=90±0.25mm, 小齿轮齿数z 1=35,模数m=4mm，齿数比u=3,小齿轮材料为38SiMnMo ，调质处理
HB=260～280, 大齿轮材料为ZG35SiMn, 调质处理，HB=220～240, 小齿轮弯曲许用应力[s1]=220±22MPa, 接触许用应力[s2] =600±60MPa; 大齿轮弯曲许用应力
[s3]=160±16MPa, 接触许用应力[s4] =500±50MPa 齿轮制造精度为8级，中等
冲击, 单向传动，求齿轮强度的可靠度。
8 圆弧圆柱齿轮强度的可靠性设计
已知条件：传递功率N=75±7.5 KW, 转速n=750±75rpm, 齿宽b=70±0.10mm, 齿数z 1=35,模数m=4mm, 齿数比u=3,大小齿轮材料均为40Cr, 齿面淬火，弯曲许
用应力[s1]=290±20MPa, 接触许用应力[s2] =1150±115MPa, 齿轮制造精度为8
级, 中等冲击, 单向传动, 求齿轮强度的可靠度。
9 圆弧圆柱齿轮强度的可靠性设计
已知条件：传递功率N=75±7.5 KW,转速n=750±75rpm, 齿数z 1=35,模数
m=4mm, 齿数比u=3,大小齿轮材料均为40Cr, 齿面淬火，弯曲许用应力[s1]=290±20MPa, 接触许用应力[s2] =1150±115MPa, 齿轮制造精度为8级, 中等冲击,
单向传动, 要求齿轮强度的可靠度为0.999以上, 求齿轮的齿宽b 。
二 传动轴刚度、强度的可靠性设计
本类题型论文，轴的挠度(变形) 、扭转剪切应力视为遵循正态分布的随机变量。
本类题型论文撰写内容与规范要求：
1） 引言（描述轴传动的随机性极其概念，描述传动轴刚度可靠性设计的意义，字数不少于500字）；
2） 传动轴刚度的可靠度数学计算模型（传动轴变形的均值计算公式和标准差的计算公式、传动轴刚度可靠度计算公式。字数不少于3000字）；
3） 实例计算（根据已知条件进行可靠度计算和常规设计方法的设计计算。字数不少于1000字）；
4） 结束语（分析比较可靠性设计与常规设计方法的结果。字数不少于200字）。
10 机床主轴可靠性设计
已知条件：机床主轴受力如图1所示，F 1=2500±250N ，F 2=1200±120N ，空
心轴外径D=80mm，内径=40mm，C 处许用挠度[Y]=（0.0001～0.0002）L,L=380±0.1mm,a=220mm±0.05, 主轴材料弹性模量E=20000±200MPa. 求机床主轴刚度的可靠度
.
图1
11 机床主轴可靠性设计
已知条件：机床主轴受力如图1所示，F 1=1500±150N ，F 2=800±80N ，空心
轴外径D=75m，内径=40mm，C 处许用挠度[Y]=（0.0001～0.0002）L,L=400±0.1mm,a=250±0.05 mm, 主轴材料弹性模量E=20000±200MPa. 求机床主轴刚度的可靠度.
12 传动轴强度可靠性设计
已知条件：机床主轴受力如图1所示，F 1=2500±250N ，F 2=1200±120N ，空
心轴外径D=80m，内径=40mm，C 处许用挠度[Y]=（0.0001～0.0002）*L,a=220±0.05 mm, 主轴材料弹性模量E=20000±200MPa. 要求传动轴刚度的可靠度为0.999以上, 求传动轴的支撑距离L.
13 传动轴强度可靠性设计
已知条件：机床主轴受力如图1所示，F 1=1500±150N ，F 2=800±80N ，空心
轴外径D=75m，内径=40mm，C 处许用挠度[Y]=（0.0001～0.0002）*L, L=400±0.1mm, 主轴材料弹性模量E=20000±200MPa. 要求传动轴刚度的可靠度为0.999以上, 求传动轴的悬臂距离a .
14 传动轴强度可靠性设计
已知条件：传动轴长L=840mm，传递扭矩M=1200±120N*m,空心轴外径D=64mm，内径=58mm，主轴材料剪切许用应力[T]=220±20MPa. 求传动轴强度的可靠度.
15 传动轴强度可靠性设计
已知条件：传动轴长L=840mm，传递扭矩M=1500±120N*m,空心轴外径D=66mm，内径=60mm，主轴材料剪切许用应力[T]=220±20MPa. 求传动轴强度的可
靠度.
三 齿轮传动和圆柱螺旋压缩弹簧可靠性优化设计
本类题型论文，齿轮的齿根弯曲应力、齿面接触应力、齿轮材料的许用应力（强度）均视为遵循正态分布的随机变量。
本类题型论文撰写内容与规范要求：
1） 引言（描述齿轮传动的随机性极其概念，描述齿轮传动可靠性优化设计的意义，字数不少于500字）；
2） 齿轮传动可靠性优化设计模型（设计变量、目标函数、约束条件。字数不少于3000字）；
3） 优化方法（描述所采用的优化方法。字数不少于400字）；
4） 实例计算（根据已知条件进行可靠性优化设计和常规设计方法的设计计算。字数不少于1000字）；
5） 结束语（分析比较可靠性优化设计与常规设计方法的结果。字数不少于200字）。
16齿轮传动和的可靠性优化设计
设计一对齿轮传动(目标函数为体积或质量最小), 已知条件：传递功率N=20 KW, 小齿轮转速n=1000rpm,传动比u=3,小齿轮材料为40Cr, 齿面淬火，大齿轮材料为45钢, 调质处理, 齿轮制造精度为8级, 中等冲击, 单向传动, 每年工作300天, 工作十年, 要求齿轮强度的可靠度为0.98以上。
17 齿轮传动的可靠性优化设计
设计一对齿轮传动(目标函数为体积或质量最小), 已知条件：传递功率N=3 KW, 小齿轮转速n=750rpm,传动比u=3.46,小齿轮材料为40Cr, 齿面淬火，大齿轮材料为45钢, 调质处理, 齿轮制造精度为8级, 中等冲击, 单向传动, 每年工作300天, 工作十年, 要求齿轮强度的可靠度为0.999以上。
18 齿圆柱齿轮传动的可靠性优化设计
设计一对直齿齿轮传动(目标函数为体积或质量最小) 。取小齿轮齿数、齿宽系数、模数为设计变量。已知条件：传递功率N=20KW,转速n=750rpm,传动比i=4,制造精度7级，大小齿轮材料为40Cr, 调质处理；硬度HB240～260，40Cr 材料的许用弯曲应力约为290 MPa，接触许用应力约为1150MPa 。每年工作300天, 每天8小时, 工作10年, 可靠度大于0.99。
19 齿圆柱齿轮传动的可靠性优化设计
设计一对直齿齿轮传动(目标函数为体积或质量最小) 。取小齿轮齿数、齿宽系数、模数为设计变量。已知条件：传递功率N=20KW,转速n=750rpm,传动比i=4,制造精度7级，大小齿轮材料为45钢, 调质处理；小齿轮硬度HB240～260，大齿轮硬度HB200～230。每年工作300天, 每天8小时, 工作10年, 可靠度大于0.99。 20 直齿锥齿轮传动可靠性优化设计
设计一对直齿锥齿轮传动(目标函数为体积或质量最小) 。取小锥齿轮齿数、齿宽系数、模数为设计变量。已知条件：传递功率N=20KW,转速n=750rpm,传动比i=2,制造精度7级，大小齿轮材料为45钢, 调质处理；小齿轮硬度HB240～260，大齿轮硬度HB200～230。每年工作300天, 每天8小时, 工作10年, 可靠度大于0.99。
21 直齿锥齿轮传动可靠性优化设计
设计一对直齿锥齿轮传动(目标函数为体积或质量最小) 。取小锥齿轮齿数、
齿宽系数、模数为设计变量。已知条件：传递功率N=10KW,转速n=960rpm,传动比i=3,制造精度7级，大小齿轮材料为45钢, 调质处理；小齿轮硬度HB240～260，大齿轮硬度HB200～230。每年工作300天, 每天8小时, 工作10年, 可靠度大于0.99。
22 圆弧齿圆柱齿轮传动的可靠性优化设计
设计一对圆弧齿圆柱齿轮传动(目标函数为体积或质量最小) 。取小齿轮齿数、齿宽系数、模数、螺旋角为设计变量。已知条件：传递功率N=100KW,转速n=750rpm,传动比i=3,制造精度7级，大小齿轮材料均为45钢, 调质处理；小齿轮硬度HB240～260，大齿轮硬度HB200～230。每年工作300天, 每天8小时, 工作10年, 可靠度大于0.99。
23 圆弧齿圆柱齿轮传动的可靠性优化设计
设计一对圆弧齿圆柱齿轮传动(目标函数为体积或质量最小) 。取小齿轮齿数、齿宽系数、模数、螺旋角为设计变量。已知条件：传递功率N=100KW,转速n=750rpm,传动比i=3,制造精度7级，大小齿轮材料均为40Cr, 调质处理；硬度HB240～260，40Cr 材料的许用弯曲应力约为290 MPa，接触许用应力约为1150MPa 。每年工作300天, 每天8小时, 工作10年, 可靠度大于0.99。 24 弧齿锥齿轮传动的可靠性优化设计
设计一对弧齿锥齿轮传动(目标函数为体积或质量最小) 。取小齿轮齿数、齿宽、模数、螺旋角为设计变量。已知条件：传递功率N=10KW,转速n=750rpm,传动比i=2.27,制造精度7级，大小齿轮材料均为18CrMnTi, 18CrMnTi材料的许用弯曲应力约为700 MPa ，接触许用应力约为2800MPa 。每年工作300天, 每天8小时, 工作10年, 可靠度大于0.99。
25 弧齿锥齿轮传动的可靠性优化设计
设计一对弧齿锥齿轮传动(目标函数为体积或质量最小) 。取小齿轮齿数、齿宽、模数、螺旋角为设计变量。已知条件：传递功率N=10KW,转速n=750rpm,传动比i=2.27,制造精度7级，大小齿轮材料均为40Cr, 40Cr 材料的许用弯曲应力约为290 MPa，接触许用应力约为1150MPa 。每年工作300天, 每天8小时, 工作10年, 可靠度大于0.99。
26圆柱螺旋压缩弹簧可靠性优化设计
设计一圆柱螺旋压缩弹簧(目标函数质量最小) 。取簧丝直径、弹簧中径、工作圈数为设计变量。已知条件：安装载荷272±10N ，最大工作载荷680±30N ，工作行程10mm ，弹簧工作频率50Hz ，剪切弹性模量8.1*104MPa, 抗拉强度1450±116MPa, 抗剪强度752±50MPa. 可靠度要求大于0.999.
27 圆柱螺旋压缩弹簧可靠性优化设计
设计一圆柱螺旋压缩弹簧(目标函数质量最小) 。取簧丝直径、弹簧中径、工作圈数为设计变量。已知条件：安装载荷400±40N ，最大工作载荷1680±160N ，工作行程10mm ，弹簧工作频率50Hz ，剪切弹性模量8.1*104MPa, 抗拉强度1450±116MPa, 抗剪强度752±50MPa. 可靠度要求大于0.999.
四 蜗杆减速器的可靠性优化设计
本类题型论文，蜗轮的齿根弯曲应力、齿面接触应力、材料的许用应力（强度）、蜗杆的变形均视为遵循正态分布的随机变量。
本类题型论文撰写内容与规范要求：
1） 引言（描述蜗杆传动中的随机性极其概念、描述蜗杆传动可靠性优化设
计的意义，字数不少于500字）；
2） 蜗杆传动的可靠性优化设计数学模型（设计变量、目标函数、约束条件，含蜗轮齿根弯曲强度可靠性约束条件、齿面接触强度可靠性约束条件、蜗杆刚度可靠性约束条件、其他约束条件。字数不少于3000字）；
3） 实例计算（根据已知条件进行蜗杆传动可靠性优化设计和常规设计方法的设计计算。字数不少于1000字）；
4） 结束语（分析比较可靠性优化设计与常规设计方法的结果。字数不少于200字）。
28 蜗杆减速器的可靠性优化设计
设计一对蜗杆蜗轮传动蜗杆减速器(目标函数为体积或质量最小), 确定蜗杆模数、蜗杆升角、蜗杆头数、蜗轮直径。已知条件：传递功率N=5.5±0.5 KW,转速n=960±60rpm, 传动比u=13, 蜗杆材料为42MNB, 齿面淬火，硬度RRC45～55, 蜗轮材料为ZCuSn10Pb1, 传动效率0.85, 每年工作300天, 每天8小时, 工作5年, 要求蜗杆蜗轮传动的弯曲强度、接触强度、刚度可靠度均为0.98以上。 29 蜗杆减速器的可靠性优化设计
设计一对蜗杆蜗轮传动蜗杆减速器(目标函数为体积或质量最小), 确定蜗杆模数、蜗杆升角、蜗杆头数、蜗轮直径。已知条件：传递功率N=6±0.3 KW,转速n=1450±72rpm, 传动比u=20, 蜗杆材料为40Cr, 齿面淬火，硬度RRC45～55, 蜗轮材料为ZCuSn10Pb1, 许用弯曲应力为38±4.2MPa, 许用接触应力为150±11MPa, 传动效率0.85, 每年工作300天, 每天8小时, 工作5年, 要求蜗杆蜗轮传动的弯曲强度、接触强度、刚度可靠度均为0.98以上。
30 蜗杆减速器的可靠性优化设计
设计一对蜗杆蜗轮传动蜗杆减速器(目标函数为体积或质量最小), 确定蜗杆模数、蜗杆升角、蜗杆头数、蜗轮直径。已知条件：传递功率N=360±10 KW, 转速n=1350±10rpm, 传动比u=13, 蜗杆材料为40Cr , 齿面淬火，硬度RRC45～55, 蜗轮材料为ZCuSn10Pb1, 许用弯曲应力为38±4.2MPa, 许用接触应力为150±11MPa, 传动效率0.85, 每年工作300天, 每天8小时, 工作5年, 要求蜗杆蜗轮传动的弯曲强度、接触强度、刚度可靠度均为0.98以上。
31 蜗杆传动可靠性优化设计
设计一蜗杆传动减速器(目标函数为体积或质量最小) 。取蜗杆头数、模数、蜗杆特性系数为设计变量。已知条件：传递功率N=10±1KW ，蜗杆转速n=1500±50rpm ，传动比i=20，蜗杆材料为40Cr ,齿面淬火，硬度RRC45～55, 蜗轮材料为ZCuSn10Pb1, 许用弯曲应力为38±4.2MPa, 许用接触应力为150±11MPa, 传动效率0.85, 每年工作300天, 每天8小时, 工作5年, 要求蜗杆蜗轮传动的弯曲强度、接触强度、刚度可靠度均为0.99以上。
32 蜗杆传动可靠性优化设计
设计一蜗杆传动减速器(目标函数为体积或质量最小) 。取蜗杆头数、模数、蜗杆特性系数为设计变量。已知条件：传递功率N=25±2.5KW ，蜗杆转速n=1500±50rpm ，传动比i=15，蜗杆材料为40Cr ,齿面淬火，硬度RRC45～55, 蜗轮材料为ZCuSn10Pb1, 许用弯曲应力为38±4.2MPa, 许用接触应力为150±11MPa, 传动效率0.85, 每年工作300天, 每天8小时, 工作5年, 要求蜗杆蜗轮传动的弯曲强度、接触强度、刚度可靠度均为0.99以上。
现代设计方法课程考查—论文题目及要求（2015-2016学年） 论文撰写总体要求
1 论文采用word 排版，单面打印。同时上交打印和电子文档。
2 应有中文摘要（含目的、方法、结果、结论四要素）、关键词（3-8个）。 3引用的公式和数据应注明所引用文献的出处，并列入参考文献，参考文献不少于4篇(未公开发表、出版的文献不得列入参考文献) 。参考文献编排格式：
（1）期刊：[序号]作者姓名（姓前名后). 论文名[J].刊名（外文刊名可缩写），出版年份，卷号（期号）：起止页码。
（2）专著：[序号]作者姓名（姓前名后）书名[M].版本（第一版不写）. 出版地：出版者，出版年. 起止页码。
4 图、表应有标号、文字注释。表格采用三线表
5 公式中的英文、阿拉伯字符应有中文注释，物理量应标量纲单位，量纲单位采用ISO 国际标准。
6 一级、二级、三级标题的示例分别为“1”、“1.1”、“1.1.1”
7论文全文采用宋体；论文题目采用3号字加粗；一级标题采用小3号字加粗；二级标题采用4号字加粗；三级标题采用小4号字加粗；正文采用小4号字；摘要、关键词、参考文献采用5号字。采用1.5倍行距。
8 文笔流畅、语句通顺。
未按以上规范要求撰写的论文一律退回修改。论文上交截止日期为本学期第18周末前。
以下各类题型论文中学生任选一小题.
一 齿轮传动可靠性设计
本类题型论文，齿轮的齿根弯曲应力和齿面接触应力均视为遵循正态分布的随机变量。
本类题型论文撰写内容与规范要求：
1） 引言（描述齿轮传动中的随机性极其概念、描述齿轮传动可靠性设计的意义，字数不少于500字）；
2） 齿轮强度的可靠度数学计算模型（齿根弯曲应力均值的计算公式和标准差的计算公式、齿面接触应力均值的计算公式和标准差的计算公式、可靠度计算公式。字数不少于3000字）；
3） 实例计算（根据已知条件进行可靠度计算和常规设计方法的设计计算。字数不少于1000字）；
4） 结束语（分析比较可靠性设计与常规设计方法的结果。字数不少于200字）。
1 直齿轮强度的可靠性设计
已知条件：传递功率N=30±3 KW,转速n=970rpm,齿宽b=40±0.10mm, 齿数z 1=25,模数m=3mm, 齿数比u=3,材料为40Cr, 齿面淬火，弯曲许用应力[s1]≈290MPa, 接触许用应力[s2] ≈1150MPa, 齿轮制造精度为8级, 中等冲击, 单向传
动, 求齿轮强度的可靠度。
2 直齿轮强度的可靠性设计
已知条件：传递功率N=30±3 KW, 转速n=970rpm,齿数z 1=25,模数m=3mm, 齿
数比u=3,材料为40Cr, 齿面淬火，弯曲许用应力[s1]≈290MPa, 接触许用应力[s2] ≈1150MPa, 齿轮制造精度为8级, 中等冲击, 单向传动, 要求齿轮强度的可靠度为0.999以上, 求齿轮的齿宽b 。
3 直齿轮强度的可靠性设计
已知条件：传递功率N=15±1.5 KW,转速n=700rpm,齿宽b=30±0.10mm, 齿数z 1=30,模数m=3mm, 齿数比u=3,材料为40Cr, 齿面淬火，弯曲许用应力[s1] = 290±20MPa, 接触许用应力[s2] =1150±115MPa, 齿轮制造精度为8级, 中等冲
击, 单向传动, 求齿轮强度的可靠度。
4 直齿锥齿轮强度的可靠性设计
已知条件：传递功率N=30±3KW, 转速n=950rpm,齿宽b=46±0.20mm, 小齿轮齿数z 1=24,模数m=4mm，齿数比u=3,材料为40Cr ，齿面淬火，弯曲许用应力
[s1]≈290MPa, 接触许用应力[s2] ≈1150MPa, 齿轮制造精度为8级，载荷稳定，
无冲击，单向传动，求齿轮强度的可靠度。
5 直齿锥齿轮强度的可靠性设计
已知条件：传递功率N=30±3KW, 转速n=950rpm, 小齿轮齿数z 1=24,模数
m=4mm，齿数比u=3,材料为40Cr ，齿面淬火，弯曲许用应力[s1]≈290MPa, 接触
许用应力[s2] ≈1150MPa, 齿轮制造精度为8级，载荷稳定，无冲击，单向传动，
要求齿轮强度的可靠度为0.999以上, 求齿轮的齿宽b 。
6 直齿锥齿轮强度的可靠性设计
已知条件：传递功率N=15±1.5KW, 转速n=950rpm,齿宽b=40±0.20mm, 小齿轮齿数z 1=26,模数m=3.5mm，齿数比u=3,材料为40Cr ，齿面淬火，弯曲许用
应力[s1]≈290MPa, 接触许用应力[s2] ≈1150MPa, 齿轮制造精度为8级，载荷
稳定，无冲击，单向传动，求齿轮强度的可靠度。
7 圆弧圆柱齿轮强度的可靠性设计
已知条件：传递功率N=75±7.5KW, 转速n=750±75rpm, 齿宽b=90±0.25mm, 小齿轮齿数z 1=35,模数m=4mm，齿数比u=3,小齿轮材料为38SiMnMo ，调质处理
HB=260～280, 大齿轮材料为ZG35SiMn, 调质处理，HB=220～240, 小齿轮弯曲许用应力[s1]=220±22MPa, 接触许用应力[s2] =600±60MPa; 大齿轮弯曲许用应力
[s3]=160±16MPa, 接触许用应力[s4] =500±50MPa 齿轮制造精度为8级，中等
冲击, 单向传动，求齿轮强度的可靠度。
8 圆弧圆柱齿轮强度的可靠性设计
已知条件：传递功率N=75±7.5 KW, 转速n=750±75rpm, 齿宽b=70±0.10mm, 齿数z 1=35,模数m=4mm, 齿数比u=3,大小齿轮材料均为40Cr, 齿面淬火，弯曲许
用应力[s1]=290±20MPa, 接触许用应力[s2] =1150±115MPa, 齿轮制造精度为8
级, 中等冲击, 单向传动, 求齿轮强度的可靠度。
9 圆弧圆柱齿轮强度的可靠性设计
已知条件：传递功率N=75±7.5 KW,转速n=750±75rpm, 齿数z 1=35,模数
m=4mm, 齿数比u=3,大小齿轮材料均为40Cr, 齿面淬火，弯曲许用应力[s1]=290±20MPa, 接触许用应力[s2] =1150±115MPa, 齿轮制造精度为8级, 中等冲击,
单向传动, 要求齿轮强度的可靠度为0.999以上, 求齿轮的齿宽b 。
二 传动轴刚度、强度的可靠性设计
本类题型论文，轴的挠度(变形) 、扭转剪切应力视为遵循正态分布的随机变量。
本类题型论文撰写内容与规范要求：
1） 引言（描述轴传动的随机性极其概念，描述传动轴刚度可靠性设计的意义，字数不少于500字）；
2） 传动轴刚度的可靠度数学计算模型（传动轴变形的均值计算公式和标准差的计算公式、传动轴刚度可靠度计算公式。字数不少于3000字）；
3） 实例计算（根据已知条件进行可靠度计算和常规设计方法的设计计算。字数不少于1000字）；
4） 结束语（分析比较可靠性设计与常规设计方法的结果。字数不少于200字）。
10 机床主轴可靠性设计
已知条件：机床主轴受力如图1所示，F 1=2500±250N ，F 2=1200±120N ，空
心轴外径D=80mm，内径=40mm，C 处许用挠度[Y]=（0.0001～0.0002）L,L=380±0.1mm,a=220mm±0.05, 主轴材料弹性模量E=20000±200MPa. 求机床主轴刚度的可靠度
.
图1
11 机床主轴可靠性设计
已知条件：机床主轴受力如图1所示，F 1=1500±150N ，F 2=800±80N ，空心
轴外径D=75m，内径=40mm，C 处许用挠度[Y]=（0.0001～0.0002）L,L=400±0.1mm,a=250±0.05 mm, 主轴材料弹性模量E=20000±200MPa. 求机床主轴刚度的可靠度.
12 传动轴强度可靠性设计
已知条件：机床主轴受力如图1所示，F 1=2500±250N ，F 2=1200±120N ，空
心轴外径D=80m，内径=40mm，C 处许用挠度[Y]=（0.0001～0.0002）*L,a=220±0.05 mm, 主轴材料弹性模量E=20000±200MPa. 要求传动轴刚度的可靠度为0.999以上, 求传动轴的支撑距离L.
13 传动轴强度可靠性设计
已知条件：机床主轴受力如图1所示，F 1=1500±150N ，F 2=800±80N ，空心
轴外径D=75m，内径=40mm，C 处许用挠度[Y]=（0.0001～0.0002）*L, L=400±0.1mm, 主轴材料弹性模量E=20000±200MPa. 要求传动轴刚度的可靠度为0.999以上, 求传动轴的悬臂距离a .
14 传动轴强度可靠性设计
已知条件：传动轴长L=840mm，传递扭矩M=1200±120N*m,空心轴外径D=64mm，内径=58mm，主轴材料剪切许用应力[T]=220±20MPa. 求传动轴强度的可靠度.
15 传动轴强度可靠性设计
已知条件：传动轴长L=840mm，传递扭矩M=1500±120N*m,空心轴外径D=66mm，内径=60mm，主轴材料剪切许用应力[T]=220±20MPa. 求传动轴强度的可
靠度.
三 齿轮传动和圆柱螺旋压缩弹簧可靠性优化设计
本类题型论文，齿轮的齿根弯曲应力、齿面接触应力、齿轮材料的许用应力（强度）均视为遵循正态分布的随机变量。
本类题型论文撰写内容与规范要求：
1） 引言（描述齿轮传动的随机性极其概念，描述齿轮传动可靠性优化设计的意义，字数不少于500字）；
2） 齿轮传动可靠性优化设计模型（设计变量、目标函数、约束条件。字数不少于3000字）；
3） 优化方法（描述所采用的优化方法。字数不少于400字）；
4） 实例计算（根据已知条件进行可靠性优化设计和常规设计方法的设计计算。字数不少于1000字）；
5） 结束语（分析比较可靠性优化设计与常规设计方法的结果。字数不少于200字）。
16齿轮传动和的可靠性优化设计
设计一对齿轮传动(目标函数为体积或质量最小), 已知条件：传递功率N=20 KW, 小齿轮转速n=1000rpm,传动比u=3,小齿轮材料为40Cr, 齿面淬火，大齿轮材料为45钢, 调质处理, 齿轮制造精度为8级, 中等冲击, 单向传动, 每年工作300天, 工作十年, 要求齿轮强度的可靠度为0.98以上。
17 齿轮传动的可靠性优化设计
设计一对齿轮传动(目标函数为体积或质量最小), 已知条件：传递功率N=3 KW, 小齿轮转速n=750rpm,传动比u=3.46,小齿轮材料为40Cr, 齿面淬火，大齿轮材料为45钢, 调质处理, 齿轮制造精度为8级, 中等冲击, 单向传动, 每年工作300天, 工作十年, 要求齿轮强度的可靠度为0.999以上。
18 齿圆柱齿轮传动的可靠性优化设计
设计一对直齿齿轮传动(目标函数为体积或质量最小) 。取小齿轮齿数、齿宽系数、模数为设计变量。已知条件：传递功率N=20KW,转速n=750rpm,传动比i=4,制造精度7级，大小齿轮材料为40Cr, 调质处理；硬度HB240～260，40Cr 材料的许用弯曲应力约为290 MPa，接触许用应力约为1150MPa 。每年工作300天, 每天8小时, 工作10年, 可靠度大于0.99。
19 齿圆柱齿轮传动的可靠性优化设计
设计一对直齿齿轮传动(目标函数为体积或质量最小) 。取小齿轮齿数、齿宽系数、模数为设计变量。已知条件：传递功率N=20KW,转速n=750rpm,传动比i=4,制造精度7级，大小齿轮材料为45钢, 调质处理；小齿轮硬度HB240～260，大齿轮硬度HB200～230。每年工作300天, 每天8小时, 工作10年, 可靠度大于0.99。 20 直齿锥齿轮传动可靠性优化设计
设计一对直齿锥齿轮传动(目标函数为体积或质量最小) 。取小锥齿轮齿数、齿宽系数、模数为设计变量。已知条件：传递功率N=20KW,转速n=750rpm,传动比i=2,制造精度7级，大小齿轮材料为45钢, 调质处理；小齿轮硬度HB240～260，大齿轮硬度HB200～230。每年工作300天, 每天8小时, 工作10年, 可靠度大于0.99。
21 直齿锥齿轮传动可靠性优化设计
设计一对直齿锥齿轮传动(目标函数为体积或质量最小) 。取小锥齿轮齿数、
齿宽系数、模数为设计变量。已知条件：传递功率N=10KW,转速n=960rpm,传动比i=3,制造精度7级，大小齿轮材料为45钢, 调质处理；小齿轮硬度HB240～260，大齿轮硬度HB200～230。每年工作300天, 每天8小时, 工作10年, 可靠度大于0.99。
22 圆弧齿圆柱齿轮传动的可靠性优化设计
设计一对圆弧齿圆柱齿轮传动(目标函数为体积或质量最小) 。取小齿轮齿数、齿宽系数、模数、螺旋角为设计变量。已知条件：传递功率N=100KW,转速n=750rpm,传动比i=3,制造精度7级，大小齿轮材料均为45钢, 调质处理；小齿轮硬度HB240～260，大齿轮硬度HB200～230。每年工作300天, 每天8小时, 工作10年, 可靠度大于0.99。
23 圆弧齿圆柱齿轮传动的可靠性优化设计
设计一对圆弧齿圆柱齿轮传动(目标函数为体积或质量最小) 。取小齿轮齿数、齿宽系数、模数、螺旋角为设计变量。已知条件：传递功率N=100KW,转速n=750rpm,传动比i=3,制造精度7级，大小齿轮材料均为40Cr, 调质处理；硬度HB240～260，40Cr 材料的许用弯曲应力约为290 MPa，接触许用应力约为1150MPa 。每年工作300天, 每天8小时, 工作10年, 可靠度大于0.99。 24 弧齿锥齿轮传动的可靠性优化设计
设计一对弧齿锥齿轮传动(目标函数为体积或质量最小) 。取小齿轮齿数、齿宽、模数、螺旋角为设计变量。已知条件：传递功率N=10KW,转速n=750rpm,传动比i=2.27,制造精度7级，大小齿轮材料均为18CrMnTi, 18CrMnTi材料的许用弯曲应力约为700 MPa ，接触许用应力约为2800MPa 。每年工作300天, 每天8小时, 工作10年, 可靠度大于0.99。
25 弧齿锥齿轮传动的可靠性优化设计
设计一对弧齿锥齿轮传动(目标函数为体积或质量最小) 。取小齿轮齿数、齿宽、模数、螺旋角为设计变量。已知条件：传递功率N=10KW,转速n=750rpm,传动比i=2.27,制造精度7级，大小齿轮材料均为40Cr, 40Cr 材料的许用弯曲应力约为290 MPa，接触许用应力约为1150MPa 。每年工作300天, 每天8小时, 工作10年, 可靠度大于0.99。
26圆柱螺旋压缩弹簧可靠性优化设计
设计一圆柱螺旋压缩弹簧(目标函数质量最小) 。取簧丝直径、弹簧中径、工作圈数为设计变量。已知条件：安装载荷272±10N ，最大工作载荷680±30N ，工作行程10mm ，弹簧工作频率50Hz ，剪切弹性模量8.1*104MPa, 抗拉强度1450±116MPa, 抗剪强度752±50MPa. 可靠度要求大于0.999.
27 圆柱螺旋压缩弹簧可靠性优化设计
设计一圆柱螺旋压缩弹簧(目标函数质量最小) 。取簧丝直径、弹簧中径、工作圈数为设计变量。已知条件：安装载荷400±40N ，最大工作载荷1680±160N ，工作行程10mm ，弹簧工作频率50Hz ，剪切弹性模量8.1*104MPa, 抗拉强度1450±116MPa, 抗剪强度752±50MPa. 可靠度要求大于0.999.
四 蜗杆减速器的可靠性优化设计
本类题型论文，蜗轮的齿根弯曲应力、齿面接触应力、材料的许用应力（强度）、蜗杆的变形均视为遵循正态分布的随机变量。
本类题型论文撰写内容与规范要求：
1） 引言（描述蜗杆传动中的随机性极其概念、描述蜗杆传动可靠性优化设
计的意义，字数不少于500字）；
2） 蜗杆传动的可靠性优化设计数学模型（设计变量、目标函数、约束条件，含蜗轮齿根弯曲强度可靠性约束条件、齿面接触强度可靠性约束条件、蜗杆刚度可靠性约束条件、其他约束条件。字数不少于3000字）；
3） 实例计算（根据已知条件进行蜗杆传动可靠性优化设计和常规设计方法的设计计算。字数不少于1000字）；
4） 结束语（分析比较可靠性优化设计与常规设计方法的结果。字数不少于200字）。
28 蜗杆减速器的可靠性优化设计
设计一对蜗杆蜗轮传动蜗杆减速器(目标函数为体积或质量最小), 确定蜗杆模数、蜗杆升角、蜗杆头数、蜗轮直径。已知条件：传递功率N=5.5±0.5 KW,转速n=960±60rpm, 传动比u=13, 蜗杆材料为42MNB, 齿面淬火，硬度RRC45～55, 蜗轮材料为ZCuSn10Pb1, 传动效率0.85, 每年工作300天, 每天8小时, 工作5年, 要求蜗杆蜗轮传动的弯曲强度、接触强度、刚度可靠度均为0.98以上。 29 蜗杆减速器的可靠性优化设计
设计一对蜗杆蜗轮传动蜗杆减速器(目标函数为体积或质量最小), 确定蜗杆模数、蜗杆升角、蜗杆头数、蜗轮直径。已知条件：传递功率N=6±0.3 KW,转速n=1450±72rpm, 传动比u=20, 蜗杆材料为40Cr, 齿面淬火，硬度RRC45～55, 蜗轮材料为ZCuSn10Pb1, 许用弯曲应力为38±4.2MPa, 许用接触应力为150±11MPa, 传动效率0.85, 每年工作300天, 每天8小时, 工作5年, 要求蜗杆蜗轮传动的弯曲强度、接触强度、刚度可靠度均为0.98以上。
30 蜗杆减速器的可靠性优化设计
设计一对蜗杆蜗轮传动蜗杆减速器(目标函数为体积或质量最小), 确定蜗杆模数、蜗杆升角、蜗杆头数、蜗轮直径。已知条件：传递功率N=360±10 KW, 转速n=1350±10rpm, 传动比u=13, 蜗杆材料为40Cr , 齿面淬火，硬度RRC45～55, 蜗轮材料为ZCuSn10Pb1, 许用弯曲应力为38±4.2MPa, 许用接触应力为150±11MPa, 传动效率0.85, 每年工作300天, 每天8小时, 工作5年, 要求蜗杆蜗轮传动的弯曲强度、接触强度、刚度可靠度均为0.98以上。
31 蜗杆传动可靠性优化设计
设计一蜗杆传动减速器(目标函数为体积或质量最小) 。取蜗杆头数、模数、蜗杆特性系数为设计变量。已知条件：传递功率N=10±1KW ，蜗杆转速n=1500±50rpm ，传动比i=20，蜗杆材料为40Cr ,齿面淬火，硬度RRC45～55, 蜗轮材料为ZCuSn10Pb1, 许用弯曲应力为38±4.2MPa, 许用接触应力为150±11MPa, 传动效率0.85, 每年工作300天, 每天8小时, 工作5年, 要求蜗杆蜗轮传动的弯曲强度、接触强度、刚度可靠度均为0.99以上。
32 蜗杆传动可靠性优化设计
设计一蜗杆传动减速器(目标函数为体积或质量最小) 。取蜗杆头数、模数、蜗杆特性系数为设计变量。已知条件：传递功率N=25±2.5KW ，蜗杆转速n=1500±50rpm ，传动比i=15，蜗杆材料为40Cr ,齿面淬火，硬度RRC45～55, 蜗轮材料为ZCuSn10Pb1, 许用弯曲应力为38±4.2MPa, 许用接触应力为150±11MPa, 传动效率0.85, 每年工作300天, 每天8小时, 工作5年, 要求蜗杆蜗轮传动的弯曲强度、接触强度、刚度可靠度均为0.99以上。