轴承预紧方式和转速的影响

轴承的轴向预紧有两种方式，一种是恒压预紧，另一种是定位预紧。在恒压预紧下，轴承的径向刚度随转速的增加略有增加，而轴向和角向刚度迅速减小。轴承的径向、轴向和角刚度随转速的增加而迅速增加，但轴向和角刚度的增加相对平缓。

一、预紧力的影响

随着预紧力的增加，轴承的径向、轴向和角刚度略有增加，但影响很小。与固定压力预紧相比，这种效果更为显着。其原因是预紧力的增加使内外圈的接触角增大，也使接触载荷增大，从而使径向、轴向和角刚度增大。但预紧引起的接触载荷和接触角的变化小于转速和零件位移引起的变化，因此对轴承刚度的影响有限。这也是定位预压变化小于恒压预压变化的原因。

二、渠道曲率半径的影响

随着内外滚道曲率半径的增大，径向、轴向和角向刚度减小，但这种影响很小，仅定位预紧下刚度的变化略显明显，这是由于增加滚道曲率半径的增加和接触变形的增加。因此，曲率半径对通道刚度的影响可以忽略不计。

三、球数的影响

随着滚珠数量的增加，径向、轴向和角刚度略有增加。刚度随着滚珠数量的增加而增加，但在相同的预紧力下，接触载荷随着滚珠数量的增加而减小。

当速度增加到一定值时，轴向刚度和角刚度减小，但变化很小。原因是在恒压预紧的情况下，虽然内圈的接触载荷减小，但内圈的接触角随着滚珠数的增加而减小。

因此，当钢球数量增加时，应相应增加预紧力。只有在接触载荷相同的情况下，才能通过增加滚珠数来提高轴承的刚度。

四、球道的影响

径向、轴向和角刚度随着球径的增大而略有增加。随着球径的增大，球的离心力增大，外圈接触角减小，内圈接触角增大，但同时内圈与外圈的接触载荷增大环增加。离心力的变化对接触载荷影响不大，因此球径的变化对刚度影响不大。

在恒压预紧下，径向刚度随球径的增大而增大，而轴向和角向刚度减小，但影响较小。其原因是球的离心力随着球径的增大而增大，内圈与外圈的接触角减小，外圈的接触载荷增大，而内圈的接触载荷增大基本不变，所以径向刚度增加，而轴向和角向刚度略有下降。因此，减小球径不仅可以提高速度性能，而且不会降低刚度性能。这也从理论上证明了变径球是目前主轴轴承的发展趋势之一。

五、初始接触角的影响

随着初始接触角的增加，径向刚度显着降低，而轴向和角刚度显着增加。这是由于初始接触角增大，接触刚度的径向分量减小，轴向分量增大，在相同预紧力下接触载荷减小。

恒压预紧下，径向刚度随着初始接触角的增大而显着降低；在低速时，轴向和角刚度增加，但在高速时，它没有变化。为了保持受力平衡，外圈接触角几乎接近于0，初始接触角对外圈接触角没有影响。同样，随着初始接触角的增加，相同预紧力下接触载荷减小。

因此，在定位预载下增大初始接触角可以提高轴向刚度和角刚度，而在恒压预载下增大初始接触角可以降低径向刚度。