针对目前国际石油行业局势动荡,为了节约钻井成本,各石油钻井公司对钻头的使用寿命要求越来越高。滑动轴承的性能对于牙轮钻头的使用寿命至关重要,而润滑与磨损作为提高轴承性能和寿命的关键因素,一直是众多牙轮钻头滑动轴承学者着重研究的内容。牙轮钻头球面浮动套轴承是一种应用于石油天然气开采领域的新型轴承,该轴承在普通浮动套轴承的基础之上,将外接触设计成为一个球面配合,此举不仅保留了普通浮动套轴承的双油膜机制,而且及其有效的增加了外球面接触副的接触面积,同时具备了球面配合的自调心功能。本文以新型牙轮钻头球面浮动套轴承为研究对象,研究了其润滑与摩擦磨损的规律,取得的主要成果如下:(1)根据径向滑动轴承润滑理论,在牙轮钻头RB型润滑脂润滑状态下,建立了基于球坐标系的牙轮钻头球面浮动套轴承内外油膜雷诺方程,推导了两种偏移的内外油膜厚度方程,讨论了压差对边界条件的影响,并进行了模型求解方法的研究,为研究牙轮钻头球面浮动套轴承奠定了理论基础。(2)在求得的球面浮动套轴承内外油膜理论基础上,进行了径向偏移与复合偏移的对比分析,得出复合偏移对于轴承的性能具有消极影响的结论,因此牙轮钻头球面浮动套轴承在工作过程中应尽量避免复合偏移.,讨论了特殊边界条件的影响,得出特殊边界条件能够整体提高内外油膜承载力,并且特殊边界条件更为符合牙轮钻头工况。同时,在特殊边界条件下研究了多种不同参数对油膜压力的影响规律。(3)采用适用于球面协调接触的Fang接触理论,对牙轮钻头球面浮动套轴承进行球面接触分析,并讨论了外载荷、半径间隙、材料等参数对于接触的影响。(4)推导出了在复合运动下牙轮钻头球面浮动套轴承组合磨损数学模型,该模型可适用于包含振动等复杂工作条件的牙轮钻头球面浮动套轴承磨损计算,可弥补浮动套轴承现有磨损公式仅考虑旋转运动的不足,为浮动套轴承摩擦理论计算提供一定的参考。