[发明专利]球轴承接触应力计算的自动化处理方法

说明书

本发明公开了一种球轴承接触应力计算的自动化处理方法，采用VBA语言与Excel表单程序化形成用户界面和执行控件，用户界面包括与执行控件相配合的输入框和输出框，该输入框提供相关参数输入表单；执行控件内包含计算正应力的算法和绘制对应正应力的三维图，该计算过程如下：输入球轴承参数；计算综合曲率；数值积分，解椭圆积分；解超越方程，获得椭圆率；计算接触椭圆半宽；计算最大应力和平均应力；判断是否需要构建三维图，如需要则继续下一步，否则输出最大应力和平均应力；输入框提示输入长短半轴分割数；输出计算值到Excel表单，并绘制正应力三维图。本发明能够确保精度和通用性的同时，快速求解和绘制球轴承接触应力图纸。

技术领域

本发明涉及轴承检测，具体为球轴承接触应力计算的自动化处理方法。

背景技术

滚动轴承依靠滚道和滚动体的相互接触来支撑载荷，因此了解接触的状态尤为重要。通常对于轴承内部的接触问题，滚动轴承的接触在弹性极限内进行，赫兹弹性接触理论通常用于计算接触椭圆半宽，接触应力以及弹性趋近量等问题。但是通常计算过程非常繁复，在某些文献中对计算做了简化处理，但是简化的同时使得计算精度和通用性下降(比如只能适用于弹性模量和泊松比一定的钢材，对于其他的材质就不适用)。如果不做简化处理，则需要求解代数超越方程，椭圆积分等问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种球轴承接触应力计算的自动化处理方法，能够确保精度和通用性的同时，快速求解和绘制球轴承接触应力图纸。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种球轴承接触应力计算的自动化处理方法，采用VBA语言与Excel表单程序化形成用户界面和执行控件，用户界面包括与执行控件相配合的输入框和输出框，该输入框提供相关参数输入表单；执行控件内包含计算正应力的算法和绘制对应正应力的三维图，该计算过程如下：输入球轴承参数；计算综合曲率；数值积分，解椭圆积分；解超越方程，获得椭圆率；计算接触椭圆半宽；计算最大应力和平均应力；判断是否需要构建三维图，如需要则继续下一步，否则输出最大应力和平均应力；输入框提示输入长短半轴分割数；输出计算值到Excel表单，并绘制正应力三维图。

作为本发明的进一步改进，参数输入表单包括

钢球相关参数中的弹性模量、泊松比、钢球数目、钢球直径；

内外圈相关参数中的弹性模量、泊松比、沟曲率、沟底直径；

外部径向载荷；

接触角。

作为本发明的进一步改进，椭圆积分采用辛普森数值积分法分析。

作为本发明的进一步改进，超越方程采用二分法分析。

作为本发明的进一步改进，输出计算值到Excel表单同时存储二维数组，并根据二维数组绘制三维图。

本发明的有益效果，克服现有技术中计算过程复杂，容易出错并且效率低下的问题，而且能够提高通用性，适应更多的轴承规格，不需要进行简化操作。

附图说明

图1为本发明的球轴承接触应力计算的自动化处理流程图；

图2为本发明的球轴承赫兹接触应力的软件界面；

图3为本发明的某个计算案例的参数输入；

图4为本发明的某个计算案例的一键式计算结果；

图5为本发明的某个计算案例的球-内圈正应力三维显示图。

具体实施方式

下面将结合附图所给出的实施例对本发明做进一步的详述。

参照图1-5所示，