近年来我国煤炭行业飞速发展,井下采掘设备的安全性和可靠性日益提高。掘进机作为井下重要的掘进设备,其面临的工作环境恶劣。尤其在截割岩壁时,掘进机因受到强烈的冲击载荷会产生剧烈的振动。而剧烈的振动会造成掘进机关键部件受损,进而导致掘进机的可靠性和稳定性下降,而且还对生产效率产生巨大的影响。因此,本文对掘进机各关键部件的振动特性及受力特性进行了研究,并在此基础上找到掘进机易发生故障的部位并对其进行优化设计。首先,根据研究对象某掘进机的图纸,使用三维画图软件UG建立掘进机整机模型,并根据仿真实验要求对整机模型进行合理的简化。根据模态分析理论,将整机模型的x＿t文件导入ANSYS/Workbench中的modal模块对其进行整机约束模态分析。得到了掘进机在0-200 Hz内低频振动的50阶振型,从而获得掘进机各关键部件的固有频率及模态特征。然后,在ANSYS/LS-DYNA软件中进行煤岩截割仿真,得到掘进机横截、钻进两种工况下的三向载荷谱以及转矩。并在ANSYS/Workbench中建立掘进机的刚柔耦合模型。其中,将截割臂、回转台、机架、后支撑设置为柔性体,其余部件设置为刚体。在截割头施加横截工况下的截割载荷后对整机进行瞬态动力学分析,分别得到掘进机在横截工况下各关键部件的振动特性以及受力特性。在横截工况下,截割头在15Hz、28Hz、70Hz左右振动剧烈;截割臂在28Hz、38Hz、138Hz左右振动剧烈;回转台在25Hz、51Hz、125Hz、138Hz振动剧烈;机架在20Hz频率段以下产生振动;后支撑在63Hz、90Hz、140Hz左右振动明显但不剧烈。通过受力特性分析,掘进机整机受到最大应力处集中在回转台与截割电机、回转台与截割臂连接的销轴连接处,其应力最大值为69.73Mpa。最后对掘进机回转台进行疲劳寿命分析,对回转台的尺寸进行优化。结果表明使回转台销轴模型最大变形量减少了13.96%,模型所受最大应力减少了10.91%。这不仅为回转台结构的优化与设计提供了方向,而且减小了回转台与截割部连接处的故障隐患。