主軸系統在工作過(guò)程中，轉速越高，軸承生熱量也就越多。過(guò)高的熱量對主軸系統的速度、剛度以及精度都產(chǎn)生影響。穩態(tài)狀態(tài)下，軸承的摩擦熱會(huì )通過(guò)熱傳遞的方式進(jìn)行擴散。因此，溫度分布是衡量主軸單元熱傳遞能力、設計水平以及速度、精度性能的尺度。而軸承的摩擦熱計算和主軸軸承熱傳遞模型是溫度計算的基礎。

　　主軸軸承接觸載荷是指軸承滾珠與軸承內、外圈之間的接觸力，計算軸承接觸角和接觸力是分析軸承生熱以及變形的基礎。為了分析軸承預緊力、轉速對軸承動(dòng)態(tài)特性的影響，研究預緊力、轉速與軸承接觸角、接觸載荷之間的關(guān)系也是必不可少的。

　　1、靜態(tài)預緊狀態(tài)軸承接觸角變化以及軸向位移

　　主軸軸承在預緊力作用下，接觸變形將導致軸承內、外圈產(chǎn)生軸向位移同時(shí)軸承的接觸角也會(huì )發(fā)生變化。為徑向、軸向和力矩載荷聯(lián)合作用下主軸軸承內、外圈的位移。

　　聯(lián)合載荷作用下，內外圈溝道曲率中心之間的距離隨接觸變形的增大而增大，溝道曲率中心之間的連線(xiàn)BD通過(guò)球心，軸承轉動(dòng)時(shí)，離心力的作用使滾珠的中心向外運動(dòng)，同時(shí)，內圈溝道的離心位移和摩擦熱引起的部件熱位移使滾珠中心偏離溝道曲率中心的連線(xiàn)BD，內外圈的接觸角不再相等。假設外圈溝道曲率中心固定，內圈溝道曲率中心可以相對移動(dòng)。

　　預緊是一種特定的受力狀態(tài)，滾動(dòng)軸承的預緊方式主要有兩種：一種是定壓預緊，另一種是定位預緊。定壓預緊下內外圈可以產(chǎn)生軸向位移，但是它的軸向載荷始終恒定;定位預緊下，即使再承受其它的載荷作用，內外圈軸向位移近似不變。

　　2、軸承摩擦

　　軸承的摩擦是內外套圈相對轉動(dòng)時(shí)，軸承內部各元件對該運動(dòng)阻抗的總和。按阻抗的機理和部位的不同，可分為五類(lèi)。

　　1)彈性滯后引起的純滾動(dòng)摩擦

　　滾動(dòng)體在負荷作用下沿滾道表面滾動(dòng)，接觸面下的材料將產(chǎn)生彈性變形。在接觸消除后，彈性變形的主要部分恢復。但是，在負荷增加時(shí)，給定應力所對應的形變總是小于負荷減小時(shí)的形變。這稱(chēng)為彈性滯后現象。它反映了十定的能量損失，表現為滾動(dòng)摩擦阻力。

　　這部分能量幫助滾動(dòng)體克服阻力繼續前滾。但是，由于彈性滯后的原因，在接觸區后部因彈性恢復而釋放的能量總是小于接觸區前部因彈性變形而損耗的能量。二者之差就是克服滾動(dòng)摩擦力矩做功時(shí)轉化的能量。

　　2)發(fā)生在套圈和滾動(dòng)體接觸區的微觀(guān)滑動(dòng)摩擦

　　滾動(dòng)體滾動(dòng)時(shí)，表面某點(diǎn)的表面線(xiàn)速度與該點(diǎn)到軸線(xiàn)的距離(半徑)成正比。由于接觸面是一個(gè)曲面，接觸面各點(diǎn)到滾動(dòng)體自轉軸線(xiàn)的距離不相等，各點(diǎn)的線(xiàn)速度也不相等，因此只在某兩點(diǎn)發(fā)生純滾動(dòng)，在接觸面的中間部分和兩側產(chǎn)生方向相反的差動(dòng)滑動(dòng)。由于接觸區很小，各點(diǎn)的線(xiàn)速度的差異甚微。故稱(chēng)為微觀(guān)差動(dòng)滑動(dòng)摩擦。

　　3)自旋滑動(dòng)摩擦

　　在角接觸球軸承中，一旦有軸向載荷，鋼球可能產(chǎn)生繞接觸面法線(xiàn)相對于滾道的旋轉運動(dòng)一自旋運動(dòng)。由此引起的滑動(dòng)摩擦，稱(chēng)為自旋滑動(dòng)摩擦。由于球與滾道的接觸面積很小，自旋引起的相對滑動(dòng)線(xiàn)速度不大，這類(lèi)摩擦也屬于微觀(guān)滑動(dòng)摩擦。

　　4)宏觀(guān)滑動(dòng)摩擦

　　動(dòng)體并非理想的純滾動(dòng)運動(dòng)。因種種原因滾動(dòng)體在滾道上的運動(dòng)常常是一種連滾帶滑的運動(dòng)。滾動(dòng)體在內、外滾道上的宏觀(guān)打滑所引起的摩擦及軸承中滑動(dòng)接觸部位引起的摩擦統稱(chēng)為宏觀(guān)滑動(dòng)摩擦。滾動(dòng)體在內外滾道上的宏觀(guān)打滑量與軸承的結構參數、轉速、負荷及潤滑劑粘度等諸多因素有關(guān)，目前尚無(wú)有效的計算方法。

　　5)潤滑劑的摩擦損耗

　　潤滑劑的摩擦損耗由兩部分組成。一部分是潤滑油膜的內摩擦阻力所引起。另一部分是滾動(dòng)體和保持架在旋轉時(shí)所受到的潤滑劑的攪動(dòng)阻力損耗。不論是彈流油膜或是滑動(dòng)動(dòng)壓油膜，油膜的厚度都在微米數量級，接觸區的面積很小，因而真正在接觸區起潤滑作用的潤滑劑體積往往少于幾個(gè)立方毫米。處于軸承內的絕大部分潤滑劑都在運動(dòng)元件的攪動(dòng)下飛濺、碰撞，產(chǎn)生攪動(dòng)阻力。潤滑劑的摩擦損耗主要是攪動(dòng)摩擦損耗。過(guò)量的潤滑劑會(huì )引起很大的攪動(dòng)阻力，造成軸承溫升過(guò)高。對于脂潤滑，建議不超過(guò)軸承內自由空間體積的1/3.研究表明，在適量的注油潤滑和脂潤滑條件下，軸承的滾動(dòng)和滑動(dòng)摩擦損耗占總的摩擦損耗的20%~30%;潤滑劑的攪動(dòng)摩擦損耗占50%~60%;密封圈的摩擦損耗占10%~30%。目前對滾動(dòng)軸承摩擦機理的研究結果尚不能給工程技術(shù)人員提供在給定工況條件下因各類(lèi)摩擦所引起的損耗的精確理論值。