下面将基于滚珠轴承的几何学讲解滚珠轴承的最高转速及其思路。
以最高转速处于同一水平的内径为φ20的滚珠轴承为例，其数据如表1所示。
表1.滚珠轴承的最高转速
分类 | 型号 | 内外径 | 最高转速 （rpm） |
深沟球轴承 | 6004 | φ20-φ42 | 18,000 |
6204 | φ20-φ47 | 16,000 | |
6304 | φ20-φ52 | 14,000 | |
角接触球轴承 | 7004 | φ20-φ42 | 19,000 |
7204 | φ20-φ47 | 17,000 | |
7304 | φ20-φ52 | 16,000 | |
圆柱滚子轴承 | NU204 | φ20-φ47 | 15,000 |
NU304 | φ20-φ52 | 13,000 |
对最高转速进行分类，可获得如下表2所示的结果。
表2.各种对比基准条件下的最大转速大小
对比基准 | 最高转速的大小 |
分类 | 圆柱滚子＜深沟球＜角接触球 |
外径 | Φ52＜φ47＜φ42 |
利于高速旋转的轴承分类为“角接触球轴承” 、外径为“φ42”。这类轴承的外圈与滚动体的接触面积大，能够以更大的面积承受滚珠因离心力而产生的载荷，从而能够降低以载荷除以面积所计算出的应力值。关于外径，外径越小则滚动体的直径越小，这样滚动体的重量就更轻，旋转产生的离心力也更小，从而使得外圈与滚动体接触所产生的应力也相应减小。角接触球轴承滚动体重量小，而离心力与重量的4次方成反比减小，因此可以实现高速旋转。
因轴承的旋转而带动滚动体旋转的转速，通过图1予以说明。
图1.旋转轴承中滚动体的运动
① 由于内圈在旋转，所以内圈的速度为VⅠ=r x ω0
② 由于外圈固定，所以V0=0
③ 由于滚动体是以内圈与外圈速度的一半的速度旋转，所以Vc=d/2 x ω0
这一Vc会引起滚动体的离心力，而作为其原因的加速度为：
a=Vc2/r
a：滚动体的加速度（m/s2） r：滚动体的半径（m） Vc：滚动体的速度（m/s） ω0：旋转轴的旋转速度（rad/s） ω1：滚动体的旋转速度（rad/s） d：滚动体的直径 |
代入图1所示的数字，则施加于滚动体的加速度如下所示：
a=rω02/4
可计算得出。这个数值乘以滚动体的重量后得到的数值就是所产生的离心力，滚动体的重量越小，即滚珠轴承的外径越小，离心力就越小。
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