我国薄煤层资源丰富，分布广泛，实现薄煤层的机械化高效开采是煤炭工业亟待解决的一个课题。作为其开采的重要机械，薄煤层采煤机也正朝着大功率、多电机驱动、无链交流电牵引的方向发展。因此，对薄煤层采煤机关键零件可靠性和疲劳寿命的研究显得尤为重要。以某煤机公司“MG2×70/325-BWD型薄煤层采煤机关键零部件可靠性研究”项目为依托，基于虚拟样机技术，以刚柔耦合多体系统动力学和疲劳累积损伤理论为基础，通过Pro/Engineer、ADAMS、ANSYS以及nSoft构造协同仿真平台，建立了关键零件为柔性件的采煤机刚柔耦合虚拟样机模型。根据采煤机技术参数和受力情况，推导出了采煤机牵引阻力的取值范围，并验证了牵引阻力参数设置的正确性。基于Matlab编程，获得了截全煤、挑顶、割底和截割包裹体四种工况下的载荷文本。通过ADAMS动力学仿真分析，发现：强度方面，各关键零件在斜切进刀阶段受力最为恶劣，平稳截割中受力较小，牵引部二级行星架结构最为薄弱；刚度方面，壳体整体变形较大，截割部行星架主要发生弯曲变形和扭转变形，而牵引部行星架主要发生扭转变形。通过对比分析提出了对牵引部壳体和牵引部二级行星架的优化措施。基于动力学仿真结果中各柔性构件关键节点的主应力载荷，获得了原始载荷谱，再进行雨流计数和外推处理后得到了用于疲劳寿命分析的目标载荷谱。通过疲劳寿命计算，得到了在截割全煤工况下各零件的最低疲劳寿命循环次数和疲劳寿命云图，研究表明各零件疲劳寿命循环次数与载荷谱最大值、有效值以及材料属性直接相关。本文为研究大型设备在大范围刚性运动与柔性构件小变形运动时的应力、变形和疲劳寿命情况提供了新的方法，基于此可以大大缩短产品研发的周期，降低研发成本，延长产品的使用寿命，提高企业的经济效益。