悬臂式掘进机是一种集截割、装载、运输以及喷雾系统为一体的综掘机组,主要用在煤和半煤岩巷道的掘进开采。其截割执行部分通常由悬臂和截割头组成。截割头是掘进机上最重要的部件之一，可以在工作面自由运动，形成任意形状断面的巷道，其直接参与截割煤岩，结构复杂，参数较多，是研究设计的重点。国内某煤矿机械公司生产的EBZ-135型悬臂式掘进机工作时，截割头振动严重，各截齿受到的外力差异较大，造成截齿的使用寿命差异较大，不利于截齿的修配。导师和我受企业的委托，本课题将对该型号掘进机截割头的截齿排列进行优化设计。本论文开篇说明了课题研究的目的和意义，介绍了国内外掘进机的发展状况，让读者对掘进机有一个大概的了解。接着在Pro/Engineer WildFire5.0中建立截割头和煤岩的3D模型，将模型无缝连接到ANSYS/LS-DYNA13.0中进行显式动力分析，从而建立截割头在横切和钻进两种工况时的虚拟样机模型，再通过LS-PREPOST3.0通用后处理器查看求解结果，得到截割头和各截齿的受力随时间变化情况，并对各截齿受力数值进行统计分析。然后建立截割头在横切工况时的受力数学模型，基于MATLAB R2010b工具箱封装的遗传算法（GA算法）和相关理论公式，考虑到截割头体的形状特点，分三段优化各截齿的截线间距，使截割头载荷波动降低,截齿受到的外力差异减小，从而减少截齿的修配耗时，提高截齿使用寿命和整机截割性能。