骨钻孔作业是实现骨折复位与固定的关键步骤。然而目前医用骨钻普遍以高速旋转运动为主,切削效率较低,导致切削区产生大量的切削热并引发界面高温,一旦温度超过47℃,周围骨组织即出现病变甚至瞬间坏死。骨组织的损伤不仅影响伤口愈合,更可能引发骨折固定的失效,导致手术失败。因此,本文结合机械系统动力学、振动测试技术、振动切削等理论,经过设计、加工、安装调试最终完成以强制同步激振系统为核心的低温骨钻样机,并取得如下研究成果:1.通过对双偏心振动电机自同步机理及其应用优缺点的讨论与分析,确定以强制同步激振方案作为骨钻样机新的振动输出形式;通过对强制同步两种不同激振方式的理论分析及动力学仿真研究,最终确定以绕输出轴扭振作为振动骨钻的激振方式;通过加装偏心齿轮的方法完成了对强制同步扭振可行性的实验验证。2.通过不同设计方案的对比分析,确定了直流电机驱动,同步带传动下的强制同步激振总体方案,并完成相关结构设计与调试;搭建形成完整的强制同步扭振骨钻样机测试实验平台,并对其运转时的振动加速度信号进行测试,相关实验结果及动力学分析表明:强制同步激振装置能够更好实现低温振动钻骨的功能,进一步提高样机运转效率、可靠性等性能,并为微创骨钻技术的发展打下基础。3.利用一套温度测试系统对骨钻孔过程中的温升情况进行测试,其结果表明强制同步扭振辅助下的钻骨可在一定程度上降低骨钻孔过程中的温升,减轻骨组织的热损伤。最后建立基于ADAMS的动力学仿真模型,对强制同步扭转激振方式的可行性、振动骨钻的相关动力学性能做出进一步分析与验证。