高速五轴联动机床是数控机床的高技术产品，五轴机床增加了旋转运动使机床结构复杂，精度、刚度和速度要求高。双摆铣头是铣头式五轴联动数控铣床的核心部件，也是设计制造的难点，其结构及性能直接影响到整个机床的性能。 目前的铣头产品主要有两类：以蜗轮蜗杆传动为主的机械摆头结构和采用力矩电机直接驱动的铣头结构。针对铣头的精度保持性，对比分析了这两类铣头的结构特点和性能，并在此分析的基础上又设计了一种可提高精度保持性和传动刚度的齿轮传动铣头结构。 在完成新结构的设计、建模和装配的基础上，对蜗轮蜗杆传动铣头结构和齿轮传动铣头结构建立了动力学模型，通过静力分析、模态分析和谐响应分析，获得了这两种铣头在不同工况下的静动态性能，并通过对比分析，对新结构中的薄弱环节进行了结构改进，明显改善了铣头的动态性能。 双摆铣头的旋转进给系统的静动态特性直接影响加工精度也限制机床生产效率。针对铣头内A轴摆动进给传动链长、传动件尺寸小、刚度低的特点，采用传递矩阵法对其建立了扭转振动刚度模型，分析计算了A轴传动链的基本动态特性，并与蜗轮蜗杆传动方案中A轴传动链的基本动态特性进行对比分析，为传动系统动态性能的研究提供了参考。