パラメータ設定
軸受全荷重 F_total
kN
玉直径 D_b
mm
玉数 Z
個
ピッチ円直径 D_p
mm
材料は軸受鋼（E*=115.4 GPa, ν=0.3）固定。接触角 α=0°（深溝玉軸受）、軌道溝による適合度は考慮しない簡略モデル。
計算結果
—
1玉最大荷重 F_max
—
内輪接触応力 p_max,i（凹面）
—
外輪接触応力 p_max,o（凸面）
—
接触半径 a（内輪・球-平面近似）
軸受断面と接触点
外輪・内輪・玉の断面図／赤丸＝接触点（外輪は応力が高く赤、内輪はやや低く橙）／D_p＝ピッチ円直径、D_b＝玉直径
理論・主要公式
玉軸受では、半径方向の総荷重を全玉が均等に分担するわけではなく、Stribeck の解析から「最大荷重を受ける1玉」に応力が集中します。
1玉あたり最大荷重（α は接触角、深溝玉軸受で α=0）：
$$F_\text{max} = \frac{5\,F_\text{radial}}{Z\,\cos\alpha}$$内輪（凹面接触）と外輪（凸面接触）の等価曲率半径：
$$\frac{1}{R_{eq,i}} = \frac{1}{r_b} - \frac{1}{R_i},\qquad \frac{1}{R_{eq,o}} = \frac{1}{r_b} + \frac{1}{R_o}$$球-平面型ヘルツ接触の最大接触圧（E* は等価弾性率）：
$$p_\text{max} = \frac{1}{\pi}\left(\frac{6\,F_\text{max}\,E^{*2}}{R_{eq}^{\,2}}\right)^{1/3}$$接触半径：
$$a = \left(\frac{3\,F_\text{max}\,R_{eq}}{4\,E^*}\right)^{1/3}$$外輪側は等価曲率半径が小さいため接触面積が狭くなり、内輪側より高い接触応力が発生します。