3.2 接触载荷

3.2.1 球与滚道的接触载荷

一个滚动体可以承受沿滚动体和滚道接触线方向上的法向载荷（见图3-3）。在图3-3中，如果作用于球上的径向载荷为 Q _r ，则作用于球上的法向载荷

该载荷在轴承中将产生一个轴向载荷分量，即

或

3.2.2 对称球面滚子与滚道的接触载荷

式（3-2）和式（3-3）同样适用于具有对称形滚子的球面滚子轴承。对于径向载荷作用下的双列球面滚子轴承，滚子的轴向载荷是自平衡的（见图3-4）。

3.2.3 圆锥滚子与滚道以及挡边的接触载荷

圆锥滚子轴承通常在内圈都会有一个固定的引导挡边。如图3-5所示，这个挡边将承受来自滚子端部的载荷。如果作用在轴承上的径向载荷是 Q _ir ，则将产生如下载荷：

为了静力平衡，在任意方向上的合力必须为零，因此

或

将式（3-8）和式（3-9）对 Q _e 和 Q _f 进行求解，得

由径向载荷作用引起的轴向载荷为

在轴向载荷 Q _ia 作用下，由静力平衡方程可以得到下列载荷

3.2.4 圆柱滚子与滚道的接触载荷

当轴承处于静止状态，在纯径向载荷作用下，如图3-6所示，圆柱滚子与内、外滚道间的接触载荷是相同的，即 Q _i =Q _e =Q 。图3-7表明，在理想状态下，滚子接触载荷沿滚子有效接触长度 L _we 方向均匀分布，滚子单位长度上的载荷 q=Q/L _we 。

在图3-6中，轴承外圈有两个挡边，而内圈没有挡边。这就意味着在轴向载荷作用下轴承的套圈将彼此分离。但是，如果内圈也配有一个挡边，这样轴承不仅能承受较大的径向载荷，还能承受一定的轴向载荷。图3-8表明了这种轴承中滚子所受的径向和轴向载荷。轴向载荷的出现将使滚子产生倾斜，以平衡由于轴向载荷相向作用而产生的力偶 Q _a h ′。图3-9表明了滚子与滚道接触时载荷分布不均匀的状况，从这种载荷分布可以得到滚动体-滚道的接触载荷为

定义单位长度上的最小载荷为 q ₀ 、最大载荷为 q ₁ ，而理想状态下的均匀分布载荷为 q ，显然 q ₁ ＞q ，这将增大滚子的最大接触应力，同时降低轴承的使用寿命。为避免应力集中，通常对圆柱滚子进行修型处理，使其带有一定的凸度（见图3-10），因此接触区域的分布载荷一般要比图3-8中表示的要小一些。

滚子端部和套圈挡边之间的滑动会产生摩擦，假定每一个摩擦力可以简单地表示为 μQ _a ，该摩擦力将产生一个力矩 μQ _a L ， L 为滚子两端之间的长度（见图3-11）。为尽量减小滚子的歪斜角，应使滚子端部和套圈挡边之间的间隙最小化，如图3-12所示。