TO-5继电器由于有良好的密封性能和很强的抗冲击振动能力而被广泛地应用于导弹,卫星等航天电器的电子系统中,其可靠性直接决定了所处的电路模块是否能完成特定的功能。当前TO-5继电器产品某些性能指标不能满足要求,而即使能满足要求,其批次产品的分散性过大的问题不仅降低了出产率,而且对产品的可靠性造成了严重影响。本文对TO-5继电器的动态特性的快速准确计算进行了深入研究,建立了由电磁系统和机械系统构成的整机计算模型,从而实现了动态特性快速而又准确的计算,基于此整机模型对继电器的性能参数优化方法及提高生产一致性问题进行了研究。首先,建立动态特性快速计算模型的关键是快速准确的得到电磁系统的静态特性。针对电磁机构的高效准确计算,本文提出了一种基于等效磁路法和有限元的半解析建模方法。首先用集中参数建立电磁系统的等效磁路模型,并根据有限元模型的计算结果引入补偿矩阵Cm×n来修正由于漏磁和饱和造成的磁路计算误差。接触系统可以通过变形能原理来计算复原簧片和动簧片产生的反力特性。根据吸反力配合关系,通过四阶龙格库塔法求解动态特性微分方程便可以得到继电器动态特性。基于已建立的整机模型,本文针对TO-5性能参数不满足要求的问题进行了优化。综合动触点分断速度越大越好和闭合速度越小越好的期望建立了目标函数,然后通过加载边界条件,用粒子群算法进行了优化,使继电器性能参数在不同的需要环境下能够有不同的设计方案。最后本文采用稳健设计和容差优化的方法来提高继电器批次产品生产的一致性。首先研究继电器的输入参数对输出参数影响的线性、非线性性质,通过调节工作点来降低系统本身对参数的波动的敏感性,提升产品的一致性;然后研究了以合格率为目标的容差优化,确定参数对目标参数影响的显著程度以及各参数公差与合格率之间得关系,通过容差的分配优化提升了产品的一致性。最后,根据理论分析得到的关键参数确定影响这些参数的关键工序,继而根据容差分配的结果严格控制关键工序的公差,从而切实提高了TO-5产品生产的一致性。