随着工业制造技术快速发展，产品加工质量要求不断提高，超精密加工技术能满足多数产品加工精度要求，是现代科学发展的重要内容，影响着现代加工业发展。静压气浮转子具有转速快、精度高、摩擦小、损耗低等优点，是超精密加工设备核心部件之一，随着产品加工精度要求日益提高，转子常用于高速加工环境，而转子转速达到数万转后易发生跳动和出现不平衡响应，造成加工物表面损伤，无法满足加工要求，增加加工成本。针对上述问题，以高速超精密静压气浮转子为研究对象，通过研究静压气浮转子的结构与性能，提高转子极限转速和转动稳定性，为超精密加工技术进一步研究提供参考，主要完成工作内容如下：
　　(1)根据气体润滑理论，在转子表面建立气体运动方程、连续性方程和状态方程，经数学计算和公式推导，给出气体润滑Reynolds方程基本形式和稳态形式，采用有限差分法求解稳态Reynolds方程。利用MATLAB编写计算程序，求得均匀分布等节流孔直径静压气浮转子（传统静压气浮转子）气膜压力分布、承载能力和刚度。针对有限差分法求解Reynolds方程速度慢等问题，通过简化节流孔质量流量计算方式，提出一种减少迭代次数、提高计算效率新求解方法。
　　(2)通过优化传统静压气浮转子结构，提出非均匀分布变节流孔直径静压气浮转子（新型静压气浮转子），计算转子速度为O和40000r/min时，节流孔直径、供气压力、偏心率、偏转角等设计参数对静压气浮转子承载能力和刚度影响。通过对比和分析，转子在静止或运动时，新型静压气浮转子比传统静压气浮转子其承载能力和刚度得到显著提高；增大供气压力、偏心率、转子转速，减小节流孔直径，选取适当平均气膜厚度、节流孔位置可提高静压气浮转子承载能力和刚度性能。
　　(3)转子高速转动时易出现径向跳动和微振动等现象，通过分析转子动态刚度系数、动态阻尼系数和动态方程，研究转子动力学。以静压气浮转子涡动现象为转子动力学研究内容，推导转子涡动时转子运动微分方程，通过对转子运动微分方程求解计算和对比分析，给出静压气浮转子形心和质心的轨迹半径在不同转子质量、转速、阻尼系数等设计参数下的变化情况，得出提高转速、选取适当转子质量和阻尼系数，可减小质心轨迹半径，提高转子稳定性。
　　(4)针对气浮转子在数学计算时无法获得气膜间隙处流场特性，为研究转子表面气膜流场特性，基于流体仿真软件对静压气浮转子研究模型进行前处理、计算求解和后处理，得到转子表面气膜间隙和节流孔处气体压力分布及速度分布情况，通过对转子表面气体压力和速度分析，验证前文中静压气浮转子静态特性理论分析的正确性，为静压气浮转子静动态特性研究奠定基础。
　　总结：通过对静压气浮转子的理论研究、结构设计、性能计算和仿真分析，结果表明，改进后的有限差分法在求解Reynolds方程时明显减少迭代次数，显著提高计算效率；新型静压气浮转子其承载能力和刚度性能明显优于传统静压气浮转子，为超精密加工技术研究提供重要参考。