第４９卷第５期２０２３年５月北京工业大学学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＢＥＩＪＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＶｏｌ．４９Ｎｏ．５Ｍａｙ２０２３空气静压主轴宏微尺度研究进展综述陈东菊１，２，张璇１，２，孙锟１，２，李天宝１，２，陈芳３（１．北京工业大学材料与制造学部，北京１００１２４；２．北京工业大学机械工业重型机床数字化设计与测试技术重点实验室，北京１００１２４；３．北京市第九中学，北京１０００４１）摘要：空气静压主轴作为精密超精密机床的关键部件，其回转精度高，运转平稳，振动及噪声较传统轴承小，高速回转时的温升较小．但其存在刚度和承载力较差的问题．因而，有必要对现有的空气静压主轴重要研究成果进行系统的总结及分析．回顾空气静压主轴的历史发展及研究成果，空气静压主轴的主要研究目的在于提高其承载力和刚度，改善动／静压特性以及稳定性等，并通过改进雷诺方程以及优化结构参数进行实现．同时其微尺度特性也成为研究的热点，研究结果表明，微尺度特性对于主轴的承载力以及刚度等具有重要影响．该研究从空气静压主轴的发展历程、静／动力学性能以及微尺度领域的黏度、速度滑移和稀薄效应等对空气静压主轴性能产生重要影响的因素进行综述和分析．结合现有的数值模拟方法，对主轴回转精度的测量和主轴运动状态进行了分析．最后，对空气静压主轴的研究发展趋势进行了预测．关键词：空气静压主轴；微尺度效应；气体润滑；动静态特性；数值模拟；回转精度中图分类号：ＴＨ１６１文献标志码：Ａ文章编号：０２５４－００３７（２０２３）０５－０５７７－２０ｄｏｉ：１０．１１９３６／ｂｊｕｔｘｂ２０２１０９０００９收稿日期：２０２１⁃０９⁃１２；修回日期：２０２１⁃１１⁃１０基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１８７５００５）作者简介：陈东菊（１９８０—），女，教授，博士生导师，主要从事精密超精密加工方面的研究，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｄｊｃｈｅｎ＠ｂｊｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎＲｅｖｉｅｗｏｎＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＭａｃｒｏａｎｄＭｉｃｒｏＳｃａｌｅＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＡｅｒｏｓｔａｔｉｃＳｐｉｎｄｌｅｓＣＨＥＮＤｏｎｇｊｕ１，２，ＺＨＡＮＧＸｕａｎ１，２，ＳＵＮＫｕｎ１，２，ＬＩＴｉａｎｂａｏ１，２，ＣＨＥＮＦａｎｇ３（１．ＦａｃｕｌｔｙｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃ...
