本文以5自由度和4自由度龙门式混联机床为研究对象，针对静刚度和动态性能等方面进行了理论分析与实验研究，主要研究内容如下： 静刚度分析是混联机床设计的重要内容之一，铰链点刚度分析是混联机床静刚度分析的难点。本文提出了铰链点单元和铰链点单元刚度矩阵的概念，解决了这一难题。在含转动副的并联单支链刚度分析的基础上，建立了转动副的单元刚度矩阵，并对虎克铰和球铰的单元刚度矩阵表达形式进行了初步分析。结合两种龙门式混联机床的结构特点，建立了含铰链点的静刚度模型，建模过程中给出了铰链点自由度凝聚、插入端以及考虑丝杠刚度的处理方法。在此基础上，分别对5自由度和4自由度龙门式混联机床进行了静刚度分析。 利用静刚度模型，考虑铰链点影响，进行了混联机床在动态铣削力作用下的动态性能分析。建立了含铰链点的自由振动方程，计算了机床在工作空间内的固有频率和振型。在机床系统符合比例阻尼条件的前提下，得到了该机床的各向动柔度。根据机床的实际切削过程，建立动态铣削力作用下的含铰链点的机床动力学方程，求解了该机床动平台受力点在铣削过程中受迫振动的动态响应，从而全面了解了混联机床的动态性能，并为混联机床的切削参数优选提供理论依据。 利用静刚度模型和动力学模型，对混联机床尺寸参数、局部刚度参数和集中质量参数三类设计参数进行了优化设计研究，进行了设计参数对机床静刚度和动态性能的影响规律分析，以及机床性能对设计参数的灵敏度分析，为机床的优化设计和局部修改提供了理论依据。根据分析结果，对5自由度龙门式混联机床的设计参数进行了优化，完成了实际机床结构的局部修改，提高了机床的性能。 针对两种龙门式混联机床进行了静刚度实验和模态实验，利用实验结果验证上述理论模型。 设计开发了混联机床作业性能分析与实验研究软件模块，并集成到并联机床数字化快速开发平台中，为混联机床的设计、研究提供了有力的工具支持。