柴油机作为民用军用车辆、工程机械、船舶以及电站机组的主要动力,其曲柄连杆机构是柴油机的最重要运动部件,它负责完成曲轴旋转运动和活塞直线运动之间的相互转换。由于负载大,工作环境恶劣,曲柄连杆机构的故障模式和失效机理复杂多变,直接制约和影响整个柴油机的可靠性水平。本文以12150L柴油机的主副型曲柄连杆机构为研究对象,从可靠性定性分析出发,总结归纳整理柴油机曲柄连杆机构的故障模式,失效机理和危害影响。从机构运动精度的角度,分析曲柄连杆机构活塞运动位置情况,以及关键运动副的磨损对其产生的影响,并从可靠度的角度探索机构精度的分配。本文的主要内容如下：首先,对12150L柴油机曲柄连杆机构进行故障模式影响及危害度分析(FMECA),包括系统定义、整个机构的故障模式影响分析(FMEA)以及危害度分析(CA),最后汇总成FMECA表,总结分析其故障模式和危害,作为可靠性定性分析,为后续的可靠性工作奠定基础。然后,综合应用有效长度模型和连续接触模型,进行曲柄连杆机构的概率建模,以误差分析的方法推导得出活塞运动位置误差均值和方差的表达式。简单探讨机构的磨损影响,并推导出包含磨损影响的表达式。以12150L柴油机的参数进行实例计算,并计算其可靠度。再应用蒙特卡洛的方法,对运动位置误差进行仿真模拟分析,将其结果与以上理论推导的结果进行对比以验证机构的概率模型、理论推导表达式和可靠度计算方法的正确性。最后,建立加工制造成本的目标函数,设计杆长尺寸公差、销轴和轴套公差,以及各运动副间隙值等变量,并确定其相互关系和取值范围,以指定的可靠度指标为约束条件,利用MATLAB软件提供的优化工具箱进行精度分配,找到使成本最低的公差值和间隙值。并且以不同组的可靠度指标和成本指数标绘制成曲线图,分析加工成本与可靠度之间的变化关系,以确定合理的可靠度指标。