全断面岩石隧道掘进机（简称TBM）关键子部件是推进机构，该装备工作于恶劣环境下的重载荷、大突变载荷及强烈振动载荷。若力传递均布性不好，容易引起偏载现象，必将导致推进机构的力分布异构，即其中某一个关节力过大，则容易造成油缸承担力过大，出现关节力极大的现象时，短期之内，只会影响推进油缸的工作寿命，长期处于极端的现象必将导致推进油缸的工作寿命变短；另外，作用在刀盘上的力分布不均，刀盘局部受力大，刀具损坏可能性大大增加，易于造成管片破裂、破损、错台。本文以主梁型TBM推进机构为研究对象，结合机器人机构学理论、并联机构的运动学及机构运动微分关系，主要开展了以下几个方面的研究：1.阐述课题的研究背景和意义，综述国内外全断面岩石隧道掘进机、推进机构和力传递性能研究现状，并提出主要的研究内容。2.通过对主梁型TBM在掘进过程中向前掘进的受力分析，归纳出推进机构必须克服的三个主要阻力，构建出推进机构力学模型，为后续推进机构力传递均布性分析提供了理论基础。引入力传递均布性的概念，再结合标准差公式来建立推进机构力传递均布特性评价指标。3.运用SolidWorks建立了主梁型TBM的三维模型，再通过CAD画出其机构运动简图，结合运动学理论及机器人的微分关系，研究了推进机构位置和各构件速度的通用表达式，得出其速度雅可比矩阵，为下一章分析奠定了理论基础。4.根据上章求出的雅克比矩阵，得到主梁型推进机构的力雅可比阵计算公式。再利用MATLAB编程来对力传递均布性进行仿真分析，得出其主要影响参数，并且通过均布性优劣对应的关节力最大值的大小进行对比，验证了评价指标的合理性。5.基于分析力传递均布性的基础上，将以力传递均布性最优为目标，构建优化函数，对推进机构的结构尺寸参数进行优化，并给出MATLAB工具箱中的遗传算法的优化设计实例。