姜维，于晓凯，葛世东，屈驰飞，孙北奇

(1.洛阳轴研科技股份有限公司，河南 洛阳 471039；2.河南省高性能轴承技术重点实验室，河南 洛阳 471039；3.滚动轴承产业技术创新战略联盟，河南 洛阳 471039)

半球型气体动压轴承由于球面本身具有自对准性，其对几何失调的敏感程度小，工作姿态角趋于零，大大降低了陀螺仪的系统误差，在高精度、长寿命陀螺仪中应用广泛[1]。光滑球面不能承受轴向载荷，并且具有半速涡动，为提高半球气体动压轴承轴向刚度和抑制半速涡动，在进气口两端对称设计了等角螺旋槽。

1 半球型气体动压轴承的建模分析

半球型气体动压轴承设计时，需首先建立带等角螺旋槽轴承的三维模型，再进行半球型气体动压轴承的仿真分析。SOLIDWORKS不能直接绘制等角螺旋槽，仍需借助参数化分析生成用于建模所需的球面等角螺旋槽。

半球型气体动压轴承的球面分为槽区和台区，如图1和图2所示。α为等角螺旋槽的螺旋角；θ0为半球球台小端圆的纬度角；θ1为半球等角螺旋槽截止圆的纬度角；θ2为半球等角螺旋槽起始圆的纬度角；θg为同一条槽所在2条边线的夹角；b，b1分别为台区和槽区的宽度；h，h1分别为台区和槽区的深度；U为速度；球面均匀刻有Ng个螺旋槽，槽台比为b1/b，则每个槽的2条边线之间的夹角为πb1/[Ng(b1+b)]。

图1 半球型轴承螺旋槽的区域划分

图2 螺旋槽尺寸

1.1 球面等角螺旋线的参数方程

球面等角螺旋槽的边线(等角螺旋线)是生成等角螺旋槽的关键。如图3所示，Q为等角螺……