目前小直径内螺纹的加工普遍存在加工困难、效率低、精度差和缺乏专用设备等问题。高速螺纹铣削可高效、低耗、高精度地完成各种不同材料零件上内螺纹的加工,但目前高速螺纹铣削在我国的应用还存在许多问题。本文采用平面5R并联机构与串联机构混联方式构建了一种新型中小直径内螺纹高速铣削机床,对并联机构运动学与整机静动态特性进行了深入系统的研究,为内螺纹高速铣削工艺的应用奠定了基础。本文分析了内螺纹高速铣削的工作原理与特点；提出了一种基于平面5R并联机构的三自由度混联螺纹铣削运动实现方案,建立了平面5R并联机构的运动学模型,推导了其逆向运动学速度雅可比矩阵,对并联机构的工作空间和性能指标进行了深入研究,提出了驱动杆型位组合的原则,完成了内螺纹铣削公转圆运动的位置反解。综合平面5R并联机构的工作空间和性能指标因素优化了5R机构杆长参数；确定了该混联机床的主要技术参数,划分了机床各主要功能模块,对各模块的主要构件进行了力学分析设计、外购件选型和校核计算,完成了混联机床的开发,最后利用PRO/E软件对混联机床的各个模块进行三维实体设计和虚拟装配。在ADAMS环境下对混联机构进行了运动学仿真分析,验证了理论计算正确性和机床设计的合理性,为混联螺纹铣削机床的实际设计制造和应用提供了理论依据。利用有限元分析软件ANSYS对3自由度混联机床整机结构进行了静力学分析,获得了整机变形和等效应力云图,进而对整机结构进行了静刚度分析；通过模态分析获得了机床各阶固有频率和相应振型特性,并对各阶振型进行了分析,得出结构的薄弱环节,为再次优化设计提供了理论依据。分析结果表明：设计的混联螺纹机床的刚度能够满足螺纹铣削运动的要求,整机结构大部分区域的安全系数均较大,强度能满足危险工况下加工的要求；机床受迫振动的激振频率避开了机床的固有频率,该机床可以投入实际应用。