叶华聪，王晓宏，张沛峰

(1.贵州大学 机械工程学院，贵阳 550025；2.贵州虹山虹飞轴承有限责任公司，贵州 安顺 561000)

深沟球轴承主要承受径向载荷，还可以承受一定的轴向载荷。当其承受轴向载荷时，随着轴向载荷的增大，接触椭圆的面积将会增大，并向挡边移动。如果轴向载荷大于许用轴向载荷，接触角大于安全接触角，接触椭圆的边缘会超出挡边，此时会产生应力集中，致使轴承早期疲劳失效，大大缩短轴承的使用寿命[1]。因此，作为深沟球轴承设计的可靠理论依据，有必要对其安全接触角进行精确计算。

1 安全接触角的计算方法

1.1 临界状态分析

随着轴向载荷的增大，钢球与内、外圈间的接触椭圆会向挡边方向移动，轴承的接触角也会随之增大，当接触角增大到接触椭圆刚好处于爬越挡边的临界状态，即接触椭圆的长轴刚好达到挡边边缘，此时的接触角即为安全接触角α(图1)。如果轴向载荷过大，接触椭圆将被套圈挡边截去一部分，在钢球和挡边附近的接触处会产生应力集中，加速轴承的疲劳失效。因此，深沟球轴承轴向承载能力的限制条件为轴向载荷作用下钢球和沟道间的接触椭圆不可爬越挡边边缘[2]。

图1中，α为极限轴向载荷Fa作用下产生的安全接触角；φ为接触椭圆长半轴a相对于钢球中心形成的角度；θ为极限轴向载荷Fa作用下接触椭圆所在侧挡边边缘和钢球中心的连线与轴承径向的夹角；F，E分别为轴承内、外沟道直径；d2，D2分别为内、外圈挡边直径；……