圆锥滚子轴承有效壁厚计算程序的开发

温得阳

（哈尔滨北辰精密轴承制造有限公司，黑龙江 哈尔滨 150036）

1 前言

在圆锥滚子轴承选材及制定热处理工艺时，轴承套圈的有效壁厚具有极其重要的作用。由于材料化学成分的差异，会致使其淬透性具有较大范围的变动，对于轴承中经常使用的GCr4、GCr15、GCr15SiMn、GCr15SiMo、GCr18Mo等材料，由于其中Si、Mn等元素含量的波动，使材料的淬透性可波动于50%～100%之间。由此原因，GCr15SiMn和GCr15SiMo轴承钢主要用来制造壁厚较大的轴承，普遍使用的高碳铬轴承钢范围见表1。

表1 高碳铬轴承钢使用范围

对于有效壁厚在18mm左右的其他类轴承，其壁厚值往往可以经直接加减而得，但圆锥滚子轴承内、外圈的有效壁厚势必要经过计算推导或作1:1图进行测量。此过程并非繁琐，但多次重复工作，容易易出错，又费时费力。因此，可将其程序化，使用Visual Basic语言或Mathcad软件将此过程制作成为一个具有高精度的自动计算程序。

2 轴承有效壁厚规定

JB/T1255-2007 高碳铬轴承钢滚动轴承零件热处理技术条件中规定，圆锥滚子轴承有效壁厚如图1所示。

图1 圆锥滚子轴承有效壁厚（Be为有效壁厚）

3 有效壁厚计算

圆锥滚子轴承有效壁厚计算：

式中：Bei——内圈有效壁厚（mm），

Bee——外圈有效壁厚（mm），

Bew——滚子有效直径（mm），

d1——内滚道最大直径（mm），

D1——外滚道最小直径（mm），

Δ——滚子大头直径（mm），

H——套圈宽度（mm），

L——滚子有效长度（mm），

β——轴承内圈滚道母线与轴承轴线的夹角，

α——轴承外圈滚道母线与轴承轴线的夹角，

φ——滚子倾角，

d——内圈内径（mm），

a0——大挡边厚度，

D——轴承外径。

4 过程程序化

4.1 软件设计

笔者以Visual Basic（以下简称VB）可视化编程语言为平台，设计一个简单的可执行程序。该程序在输入相应参数后，自动输出结果。输入参数分别为：d1、D1、Δ、H、L、β、α、φ、d。D2、a0，可得结果为：Bei、Bee、Bew。

首先，由VB程序中的菜单编辑器设置所需窗体，本程序中需主窗体、内圈窗体、外圈窗体、软件信息窗体共四个窗体（主窗体如图2）。

图2 主窗体

通过主窗体菜单，可以调出相应子窗体，以便进行计算。而通过子窗体的命令按钮，则可以退出程序或回到主窗体，从而进入到其他子窗体，进行相应计算。需说明的是，主窗体应设置为启动对象，如此便可以在打开程序时，第一个进入主窗体。

4.2 代码编译

主窗体只需进行简单的窗体转换代码编写，在此不予赘述。各子窗体编译代码相类似，以下以外圈计算窗体为例，加以说明。

首先，设置全局变量用以存储输入、输出数据，变量类型为双精度型。

Dim d As Double, d1 As Double, C As Double, a As Double, g As Double。

其次，编辑计算公式。

由于VB中不区分字母大小写及下标，因此以其他字母代替式中相应变量，见表2。

表2 公式1转换到公式2中符号的变化

再次，编辑输入数据识别语句。如果输入数据不规范，程序可予以提醒。

最后，编辑数据输出。

程序简列如下：

5 结束语

以上所做程序保存后可以生成可执行程序，即在所有Windows系统下，无需安装VB程序，便可以执行使用。对于类似问题亦可做此类程序以提高工作效率，替代人工操作。