流体动压润滑推力轴承广泛应用于各类泵、压力机和汽轮机等大型旋转机械设备中。它的主要作用是用来承担轴向载荷，是维持大型旋转机械设备稳定可靠运行的关键部件，直接影响着此类设备的承载能力和检修周期。随着科学技术的进步，机器逐步向着高转速大功率的方向发展，迫使推力轴承工作在高速重载的工况下，因此对推力轴承润滑性能特别是承载性能提出了更高的要求。近些年，水润滑推力轴承以其环境友好、经济安全性高、摩擦系数低、温升小、功耗低等优点在特殊环境下的大型屏蔽泵中得到了广泛的应用，但承载性能有待进一步提高。因此，本文以大型屏蔽泵—核泵水润滑推力轴承为研究对象，建立了其在层流和紊流两种工况下的数学模型，运用MATLAB软件编程计算求解了层流和紊流两种工况下水润滑推力轴承的水膜厚度分布和压力分布，并分析计算了推力轴承的运行工况参数(如转速、入口压力等)和轴承几何参数(如支点位置、轴瓦的长宽比、轴瓦倾角等)对其主要润滑性能特别是承载性能的影响规律，为水润滑推力轴承的设计提供了参考。开展了对推力瓦表面造型的研究，建立了六种不同推力瓦型面(斜平面瓦、斜平台瓦、阶梯瓦、抛物线(凸)瓦、抛物线(凹)瓦、摆线型面瓦)的几何模型和数学方程，并将扇形推力瓦结构进行了适当的简化，对其进行了无量纲化、离散化和差分化的处理过程，将其转化为可进行数值计算的代数方程组，接着采用逐次超松弛迭代求解的数值计算方法，运用MATLAB软件分别对一维无限宽滑块和二维有限宽滑块模型编程计算，分析不同推力瓦型面对其润滑性能的影响规律，确立了摆线型面为最佳推力瓦型面，其润滑性能要优于其它型面的润滑性能。并进一步针对摆线型面的一维无限宽滑块和二维有限宽滑块进行优化，计入了表面粗糙度的影响，建立了其数学模型，对一维无限宽滑块进行了部分表面粗糙度和全程表面粗糙度两种模式下的对比分析计算；对二维有限宽滑块进一步扩展了表面粗糙度的数学模型，包括了横向表面粗糙度、纵向表面粗糙度和综合表面粗糙度，分析计算了计入了不同表面粗糙度对其润滑性能特别是其承载力性能的影响，为推力瓦型面的优化设计提供了一定的依据。