近年来,旋转机械越来越朝着高速、重载、高精度方向发展,对作为旋转机械关键支承件的轴承提出了更高的性能要求。由于静压轴承油膜刚性高、承载能力强、所支承的主轴转子系统具有高回转精度等优点,在生产中得到了越来越广泛的应用。在实际工况中,静压轴承-主轴系统轴心轨迹直接反映系统的运行状态,轴心轨迹运动规律受轴承结构参数、工况参数、节流器参数以及装配误差等因素综合影响。尽管国内外专家学者对轴心轨迹做了大量研究,但在精确性及系统性上还存在较大问题。为解决上述问题,本文将建立基于系统动平衡轴心轨迹求解模型,系统分析各因素对轴心轨迹运动规律的影响。首先,以毛细管节流4油腔静压轴承-主轴系统为研究对象,通过建立流体润滑方程,联立流量连续性方程求解静压轴承油膜力和油膜承载力,并建立主轴系统动力学方程,获得静压轴承-主轴系统轴心轨迹求解模型。针对轴承结构参数、工况参数和毛细管节流参数等轴承-主轴系统参数,采用单因素变量分析法,研究主轴轴心轨迹运动影响规律。其次,利用质量守恒定律求解静压轴承油腔压力,忽略其动压效应,将油腔压力线性化处理。建立静压轴承-主轴系统的动力学方程,联立线性化处理过后的油腔压力模型,并进行拉式变换。从而得到静压轴承-主轴系统轴心相对外部动载荷的动态响应控制框图。在此基础上,对轴承-主轴系统施加阶跃载荷、脉冲载荷、斜坡载荷以及正弦波载荷等动载荷,采用单因素变量分析方法,研究系统参数对于轴心轨迹动态响应特性的影响规律。最后,通过搭建油膜轴承试验台,进行毛细管节流静压轴承-主轴系统轴心轨迹参数测量,由于实验条件的限制,所测得数据含有噪声干扰。因此需要对所测得轴心轨迹参数进行提纯,获得较为清晰的轴心轨迹。结果表明,轴承-主轴系统存在最优的轴承结构参数以及毛细管节流参数。这对于指导轴承设计工作提供了一定的理论支持。