推力轴承为了获得较好的流体动压效果,通常会在工作面上加工一些具有特殊结构的槽或台阶以形成沿滑动速度方向收敛的楔形,利用其产生较强的动压效应,进一步提高推力轴承的承载能力。同时合适的收敛型面有利于提高推力轴承的润滑性能。在高速运转条件下,螺旋槽推力轴承与其它类型推力轴承相比,具有更高的承载能力和较小的摩擦力。本文以不等深斜面螺旋槽推力轴承为模型,分析了螺旋槽几何参数对其动静特性的影响及其瞬态特性。以最大油膜刚度系数为目标,优化了螺旋槽的几何参数,为螺旋槽推力轴承的设计奠定理论基础。首先,建立螺旋槽动压推力轴承的数学模型。由于螺旋形槽线结构复杂,本文利用基于边界拟合坐标系的坐标变换把螺旋区域变成扇形单元,在扇形单元上进行数值计算,并推导出坐标变换后的雷诺方程和油膜厚度方程。其次,对螺旋槽动压推力轴承进行数值分析。采用有限差分法编制MATLAB计算程序对轴承的润滑性能进行数值模拟,并分析了螺旋角、槽数、槽宽比和槽深比对不等深斜面螺旋槽推力轴承和等深螺旋槽推力轴承静特性的影响。再次,推导出扰动压力方程求解出扰动压力,得到轴承的刚度系数和阻尼系数,并分析了螺旋角、槽数、槽宽比和槽深比对不等深斜面螺旋槽推力轴承和等深螺旋槽推力轴承动特性的影响。结果表明,螺旋角、槽数、槽宽比和槽深比对两种轴承动特性的影响趋势基本一致,但影响程度略有不同；相同参数下,不等深斜面螺旋槽推力轴承动特性比等深螺旋槽推力轴承的动特性要好。基于非线性油膜力、推力盘惯性力和外界动载荷平衡,建立了推力盘的运动方程。研究了阶跃载荷和矩形脉冲载荷作用下,推力盘与主轴系统的位移、速度和加速度以及油膜压力、最小油膜厚度和刚度阻尼系数随时间的变化规律。最后,以轴向刚度和承载力为指标进行正交实验和方差分析,研究螺旋槽几何参数对轴承润滑性能的影响程度；以轴向刚度系数为目标,建立数学模型,通过MATLAB优化工具箱对螺旋槽几何参数进行优化。