全球经济的发展及市场竞争的白热化，使产品质量成为商家赢得用户的一个至关重要的因素。如何有效的提高产品质量，特别是从设计阶段提高产品的先天质量品质，已成为众多专家学者关注的课题。在此背景下，一种面向产品质量、提高产品性能稳健性的新设计方法——稳健设计应运而生。 现代稳健设计是以工程模型为基础，与计算技术、优化技术相结合的设计方法。本文把最优化设计方法和稳健设计思想有机地结合，提出一种基于随机模拟试验的稳健优化设计方法。通过分析实现设计产品稳健性的途径，建立了稳健优化设计目标函数；通过变差传递，控制设计参数的变差对设计函数的影响，保证设计解的稳健性；分析稳健优化设计质量特性的随机性，运用概率论与数理统计理论方法，利用随机模拟试验法对产品质量的统计特性进行计算和处理。 为了证明随机模拟试验的稳健优化设计方法的正确性、可靠性和实用性，本文以某二级圆柱齿轮减速器为设计实例，针对齿轮传动的设计特点，运用随机约束方向法对稳健优化设计数学模型进行求解，并将一般优化设计结果与稳健优化设计结果进行比较、分析，结果表明稳健优化设计得出的齿轮传动系统抗干扰能力强，质量稳定性好、可靠性高。