半球型螺旋槽气体轴承广泛应用于惯导系统的高速陀螺仪中,其运行稳定性与可靠性是影响陀螺仪精度和性能的重要因素。而气体轴承在频繁启停过程中,转子与定子之间不可避免会发生干摩擦,造成气浮面的磨损,严重影响轴承的动态性能。本文针对半球型螺旋槽气体轴承的水平和竖直使用状态,研究了轴承在启动过程中的动态行为,主要内容如下:考虑气体动压效应和粗糙表面接触,建立了半球型螺旋槽气体轴承水平和竖直启动行为分析模型。利用有限元法求解考虑气体稀薄效应和表面粗糙度的修正雷诺方程,获取气体轴承在启动过程中的气体动压效应。利用GW接触理论计算气体轴承的动态接触力。并对半球型螺旋槽气体轴承水平和竖直启动行为分析模型进行了验证。最后,基于气体轴承的启停行为分析,建立了气体轴承的启停磨损分析模型。开展了半球型螺旋槽气体轴承在水平启动状态下的非对称力载状态与运动轨迹等研究,讨论了轴承结构参数、表面粗糙状态和加工误差等因素对轴承水平启动中动态载荷及接触特性的影响。研究结果表明:水平启动过程中动态气浮力逐渐增大,动态接触力逐渐减小,当转子与定子脱离后,动态载荷保持不变。且水平启动过程中表面气浮压力值的最大值与最小膜厚位置密切相关;不同的结构参数对水平启动过程影响不同;表面粗糙度越小,转子与定子脱离时间就越快,但其质心运动轨迹最终交于一点;球度误差对轴承水平启动过程中的动态特性影响较小。开展了半球型螺旋槽气体轴承在竖直启动过程中周期性对称力载与直线运动状态分析。研究了不同表面状态,不同结构参数和几何误差对轴承竖直启动过程中动态载荷和接触特性的影响。最后探究了轴承竖直状态下多次启停后,轴承表面的磨损演变规律。研究结果表明:轴承竖直启动过程中,转子表面压力呈现周期性分布,动态载荷变化规律与轴承水平启动时规律一致;结构参数对竖直启动过程有着重要影响,且其变化规律与水平启动变化规律不同;表面粗糙度的影响规律与水平启动影响规律一致,但球度误差对轴承竖直启动过程中的动态特性和接触特性影响较大,球度误差越大,转子与定子脱离的时间越短,但是其接触宽度变化越大;竖直停磨损分析中,随着启停次数的增加,转子表面最大磨损深度的变化率逐渐降低,最后保持稳定。