对于外径为60毫米微型发动机,转子系统所采用的轴承为氮化硅微型陶瓷滚珠轴承,工作转速可以达到20万转/分。对于更小的,比如外径40毫米的微型发动机,转子的工作转速约为40万转/分左右,在这样的超高转速下,氮化硅微型陶瓷滚珠轴承已经远远无法满足,因此考虑用气体轴承来支承。本文首先研究了气体轴承的原理,然后建立了两个光滑圆柱型动压气体轴承支承的Jeffcott转子模型,开展了以下工作:(1)气体轴承稳态性能计算。阐述了气体动压润滑机理,给出了气体轴承稳态润滑的雷诺方程,利用有限差分法,计算了单个气体轴承的承载力及等效气膜刚度随转速的变化关系,并研究了气体轴承的参数偏心率,径向间隙和长径比对承载力和等效气膜刚度的影响。(2)气体轴承—转子系统临界转速分析。针对两个气体轴承支承的Jeffcott转子模型,根据等效气膜刚度,利用传递矩阵法,对转子的临界转速进行了计算,得到了转子的一、二阶临界转速,并且研究了气体轴承的参数偏心率、径向间隙和长径比对临界转速的影响。(3)气体轴承的动态润滑分析。给出了气体轴承动态润滑问题的一般方程,并利用有限差分法进行求解。在给定的设计参数下,求出了气体轴承动态润滑问题的八个刚度系数和阻尼系数。(4)气体轴承—转子系统稳定性分析。对于两个气体轴承支承的Jeffcott转子模型,给出了系统的运动方程,并利用八个刚度系数和阻尼系数,对轴承—转子系统的稳定性进行了分析,并研究了气体轴承的参数偏心率、径向间隙和长径比对稳定性的影响。(5)气体轴承试验台的设计。设计了一台气体轴承试验台,给出了设计方案和图纸,并且阐述了设计过程中需要注意和解决的一系列问题。综上说述,本文首先对光滑圆柱型动压气体轴承的原理及性能作了初步研究,进而对气体轴承—转子系统的动力特性进行了初步分析,希望为未来微型发动机的气体轴承支承技术提供一定的参考依据。