La rigidez del rodamiento, como una de las características de servicio más importantes para los rodamientos de bolas, juega un papel crucial en el diseño del rodamiento y el análisis dinámico del rotor. Para calcular de manera rápida y precisa la matriz de rigidez del rodamiento de bolas bajo condiciones de carga arbitrarias, se ha establecido un modelo analítico de 5 grados de libertad para el análisis de la matriz de rigidez del rodamiento mediante el análisis de contacto bola-carril, el método diferencial implícito/explícito y operaciones matriciales. El modelo ha sido validado comparándolo con métodos anteriores y resultados experimentales. Con base en esto, el modelo se ha utilizado para investigar las influencias de la carga y las condiciones de operación, así como la variación de los parámetros estructurales en la rigidez del rodamiento de bolas. Los resultados muestran que aumentar la carga axial puede inhibir la atenuación de la rigidez variable con la velocidad, y los estados de contacto entre las bolas y los carriles también tienen una influencia significativa en el cambio de la rigidez de los rodamientos de bolas. Además, un mayor coeficiente de curvatura del carril interno y un pequeño coeficiente de curvatura del carril externo pueden mejorar efectivamente la rigidez del rodamiento de bolas a alta velocidad. Por lo tanto, el método propuesto puede ser una herramienta útil en el diseño óptimo de rodamientos y el análisis de rendimiento del sistema de bolas y rotor bajo diversas condiciones de carga.