当前中国制造业重点向着超精密加工的方向发展,超精密数控机床是实现超精密加工的重要手段,动静压气体轴承作为超精密数控机床主轴系统的关键部件,是影响加工精度的主要因素,单一润滑方式的气体轴承存在承载能力低和稳定性差等问题,影响加工精度。本文提出了带双向微通槽和螺旋槽动静压气体径向轴承与螺旋槽狭缝节流动静压气体止推轴承结构,通过理论计算与仿真分析对动静压气体轴承的动静态特性进行研究并对静态特性仿真结果加以试验验证,为超精密数控机床加工精度的提高提供理论基础。通过分析节流器与动压槽,提出动静压气体轴承的结构,并初步确定其工作参数与结构参数。对气体润滑理论进行分析,推导出无量纲形式的雷诺方程。根据所设计的动静压气体轴承对动静压气体主轴系统进行整体结构设计。建立动静压气体轴承的雷诺方程,对其进行离散化处理,得到静态特性系数的理论求解结果。运用Soildworks建立动静压气体轴承的三维气膜模型,利用Gambit进行网格划分,通过Fluent软件对动静压气体轴承进行静态特性仿真分析,对所得压力分布云图开展分析,得出微通槽深度、微通槽宽度、供气压力、主轴转速、气膜厚度等参数对动静压气体轴承静态特性系数的影响规律,根据所得结果优化动静压气体轴承的各项参数。设计并搭建动静压气体轴承静态特性试验台,提出相应的试验方案,验证静态仿真结果的可靠性。对扰动下的动态雷诺方程进行推导求解,得到动静压气体轴承的动态特性系数的理论计算数值。根据动网格技术对动静压气体轴承进行动态仿真分析,揭露了动静压气体轴承涡动比、双向微通槽结构参数、供气压力和主轴转速等参数与动态特性系数之间的变化规律,通过所得结果分析动静压气体轴承的稳定性,为所设计动静压气体轴承的后续研究开展打下基础。