静压气浮转子以可压缩气体作为润滑介质,具有摩擦和磨损近乎为零、回转精度高和转速快等诸多优点。目前已经被广泛应用于超高速和超精密加工设备中,作为关键部件之一,静压气浮转子的性能直接关系到零件的加工质量。本文采用有限元法求解静压气浮转子内润滑气体的非线性稳态雷诺方程,研究了节流参数（平均气膜厚度和节流孔直径）,操作参数（转速、偏心率和供气压力）和表面加工误差（正弦波纹、方波波纹、三角波纹和锯齿波纹）对高速超精密静压气浮转子稳态性能的影响。本研究对设计和开发高性能和高精度的静压气浮转子具有重要参考价值。论文完成的工作和取得的成果总结如下:（1）本文基于一般形式的雷诺方程推导得到非线性稳态雷诺方程的泛函,对泛函公式在有限单元体网格中的理论应用做了进一步推导,提出适用于线性三角形单元体的刚度矩阵（包括速度项刚度矩阵）构建方法。完善了前人使用有限元法求解含有转速项稳态雷诺方程的理论推导过程。同时在超松弛迭代计算过程中引入比例分割法,并根据速度项刚度矩阵修正比例分割因子和采用新的流量系数计算公式,提高有限元法的计算效率和精度。通过与参考文献中的计算结果对比,验证了采用新流量系数计算公式的有限元方法的准确性。（2）高度角作为表征转子质心和轴套质心相对位置的稳态特性,直接影响到静压气浮转子的回转精度。然而,现有文献中很少有学者对高度角展开详细的研究。本文使用MATLAB软件对雷诺方程的有限元解法进行编程求解,分析了节流参数和操作参数对静压气浮转子的气体压力分布、承载力、刚度和高度角的影响。并基于节流孔处圆周方向的气体压力分布,分析了节流参数和操作参数对静压气浮转子稳态性能的作用原理。结果表明较小的节流孔直径和较薄的平均气膜厚度可以使静压气浮转子具有更高的承载力,更大的刚度和更小的高度角。提高转速可以有效地增大转子的承载力、刚度和高度角。增大偏心率可以使转子的承载力得到显著提升,但对刚度和高度角的影响很小。而可以在提高承载力和刚度的同时减小高度角的最有效方式是增大供气压力。进一步的分析指出转速对静压气浮转子稳态性能的影响是通过改变节流孔间的气体压力均匀分布实现的。而节流参数和其它操作参数是通过改变节流孔出口处的气体压力大小来影响转子的稳态性能。（3）由于机床振动和刀具磨损等因素,转子或轴套表面不可避免产生周向或轴向的加工误差,进而影响静压气浮转子的稳态性能。本文分析了轴套内表面存在周向和轴向及组合形式加工误差时静压气浮转子的气膜厚度分布和气体压力分布特点,研究了四种加工误差的幅值和周期对静压气浮转子承载力、刚度和高度角的影响。结果表明周向锯齿波纹加工误差可以显著提高静压气浮转子的承载力和刚度,而轴向锯齿波纹可以有效减小高度角。周向和轴向加工误差幅值越大,静压气浮转子的稳态性能随加工误差周期的变化越大。并且周向加工误差对承载力、刚度和高度角的影响明显大于轴向加工误差。此外,周向和轴向加工误差对静压气浮转子稳态性能的影响具有叠加效应。因此,合理选择加工误差的组合形式、周期和幅值可以有效增大静压气浮转子的承载力和刚度,并减小高度角,为研究静压气浮转子的结构优化方法提供了新的思路。（4）利用静压气浮转子性能测试平台对转子的轴端径向位移进行检测,用不同位置的轴端径向位移表示静压气浮转子的承载力和高度角特性。并与理论计算结果进行对比,分析了理论计算与实验结果之间出现误差的原因,为采用有限元法研究静压气浮转子的稳态性能和结构优化提供了重要的参考价值。