螺杆真空泵以其独特优势被广泛应用于空间模拟、聚变能源、半导体等尖端领域。为满足相关领域应用需求,对螺杆真空泵提出了新的技术要求,因此对泵核心部件——螺杆转子进行相关关键技术问题研究显得至关重要。本文从螺杆真空泵转子的型线优化设计与建模、自平衡参数计算与设计、抽气性能仿真以及转子冷态间隙设计四个方面系统地进行了研究,主要内容如下:（1）基于螺杆转子型线生成原理与设计要求,给出了转子型线开发的一般步骤。结合转子面积利用系数、端面等效不平衡质量、接触线长度及其加工等指标,以正交试验法对转子型线各基本参数进行了优化设计。当型线尺寸参数在满足k∈[0.4,0.45],α≥120°时转子具有更好的性能。此外,对转子建模方法进行了探究,通过采用数学建模与三维设计相结合的方式能够有效解决锥转子因结构复杂而难以建模的问题。（2）依据动平衡相关理论设计了符合自平衡要求的等、变螺距转子。对于自平衡等螺距转子,在其整数圈和半整数圈时自平衡拉伸块处于特定位置;其次,拉伸块长度与导程、圈数存在一定关系,与转子端面参数无关。对于变螺距转子,推导得出其导程函数和轴长函数满足自平衡的条件,并设计了由直线型、抛物线型和三角函数型三类导程函数构成的转子。通过其相关质量属性结果表明:所设计转子动平衡性能优越,无需额外的动平衡处理,有效缩短了转子加工周期。（3）简化各泄漏通道几何模型并计算转子各泄漏通道在不同流态下的泄漏量。依据所构建的转子级间压力变化数学模型,采用Runge-Kutta方法预测了50 L/s等螺距螺杆真空泵的级间压力分布曲线和实际抽速曲线,并为实际稳态工况下转子冷态间隙计算提供了数据参考。（4）基于ANSYS软件仿真模拟,依据第一类和第三类热边界条件对转子进行热源加载,得出转子温度场云图。将其与静力学模块耦合,并通过对转子添加运动约束与各级间稳态工作压力载荷,仿真了实际稳定工况下转子的热力学变形,从而算出转子理论冷态间隙。此外,通过与转子在无级间压力情况下的仿真结果对比发现:转子变形主要受返冲高温影响。