重载摆角铣头为五轴联动数控机床的关键功能部件，摆角铣头主轴系统的结构复杂，其动静态特性对机床加工精度具有很大的影响。重载摆角铣头摆动链是摆角铣头主轴系统关键环节，为五级齿轮传动系统。该摆动链系统的性能研究对五轴联动机械数控机床性能的提高意义重大。课题通过计算单个齿轮和齿轮基体的变形，根据啮合理论得到齿轮在啮合的过程中的扭转啮合刚度，建立优化数学模型，通过调整优化，使得传动的刚度变化趋于稳定，并通过ADAMS仿真对调整方案进行验证；同时根据齿轮传动的特点，进行转动惯量，传动轴的扭转刚度和齿轮啮合刚度的计算，计算得到传动系统的固有频率；为了进一步对摆动系统的特性进行研究，对传动进行非线性建模，并讨论了间隙、阻尼和内部激励对齿轮特性的各种因素对系统的影响；并同时运用ADAMS对摆动系统的特性进行了探究。详细内容如下：（1）计算了单个齿和齿轮基体的变形，将两者的变形进行叠加，根据齿轮啮合的原理，得到齿轮啮合刚度时域的变化情形，同时建立了两级齿轮传动的优化模型，通过ADAMS的验证，证明了优化模型的有效性，根据优化模型的修改，使得系统传动性能有了一定的提高；（2）利用集中参数法建立了传动系统扭转振动模型，通过系统中各个参量的计算，得到了系统的扭转振动的频率和振型；同时与系统自身的啮合频率相对照，得到系统工作时自身的啮合频率与扭转振动频率相异，对加工过程影响较小；（3）对系统进行非线性的特性研究，运用非线性建模方法，建立了系统非线性振动模型，通过数学的求解方法，得到了系统特性描述，讨论了间隙、阻尼和激励频率对系统参量的影响；（4）对系统进行了模拟仿真，通过运用ADAMS仿真软件，对系统整体的性能进行了仿真；得到了不同情形下的系统在虚拟样机下的各种特性，并和数值计算进行了对比。