数控万能双摆头(又称机械五轴头)是大型数控机床,尤其是大型数控加工中心的重要核心部件,是多种新型技术的高度集成。根据企业首款国产机械五轴头产品开发的技术需求,本文开发了一套基于气液两相润滑原理的新型润滑冷却系统。该系统在机械五轴头内部狭小的空间里,利用压缩空气将油气混合物输送到各个齿轮啮合点,以满足机械五轴头主轴在4500r/min的情况下,其内部齿轮的润滑冷却需求。第一章中首先对机械五轴头做以简单介绍,然后对气液两相润滑冷却技术的国内外研究现状进行分析与对比,对论文的整体框架结构进行介绍。第二章中,对气液润滑系统进行总体方案设计,在对比了油气润滑与油雾润滑的优缺点后,提出了以渐缩扩喷嘴为模型的气液两相润滑装置结构。考虑到机械五轴头内可用空间狭小且各个啮合点对油气混合物的质量要求较高,将设计该套润滑系统所涉及的关键问题分为“外形设计、气液混合、气液分配”三大类并进行分别阐述。在第三章中,从气体动力学角度对渐缩扩喷嘴的工作原理进行了理论描述,罗列出了两种工况下,不同压力的压缩空气在通过渐缩扩喷嘴时所产生的七种不同现象。并且针对每种现象,通过公式计算和matlab软件绘制出的方程曲线进行了清楚、详细的描述。第四章中,在理论分析的基础上,对气液混合真空腔和各个终端喷嘴的内部形状参数进行了选择,以保证油气混合质量,且对外形进行了设计以方便加工；为了保证每个啮合点的出油量,平衡各个出油点的油气压力,对系统的油气输送管路进行了合理化的分布。第五章中,为了验证该套系统的稳定性,搭建实验台对该套系统进行了120小时实验,并根据出油量从几组候选实验参数中选择了最佳参数；然后将该套系统安装在机械五轴头上进行了齿轮跑合实验并利用红外热像仪测量试齿轮温度,证实了该套系统设计的合理性,为今后同类产品的开发提供了指导。