该文作为铁道部科技发展计划项目"软岩隧道悬臂掘进机施工技术与应用"的一部分,较系统地研究了一种新型振动截割机构,主要内容包括以下几个方面:(1)针对复合传动的振动截割机构存在的一些缺点和不足,该文提出了一种新型振动截割机构,对其传动系及其结构设计进行了研究,与原截割机构相比,它的结构更为简单,制造成本更低.(2)利用Lagrange方程建立了新型振动截割机构空载时的系统动力学数学模型,并进行了计算机数值求解.通过对计算数据及仿真曲线的分析,得出了截割头空载时的运动规律,为分析振动截割机构的运动特性及设计振动截割机构提供了理论依据.(3)在对截割头空载时的运动特性进行分析后,又进一步分析了截割头带载时的运动特性.首先建立了带载时的力学模型,接着对微分方程组进行了计算机数值求解.通过对计算数据及仿真曲线的分析,得出了截割头带载时的运动规律,比较了截割头带载和空载时运动规律的异同.(4)根据掘进机的实际设计参数,对第三章的运动微分方程组进行了简化,并求出了它的解析解.在此基础上,对其工作参数进行了理论分析,求出了系统的幅频响应曲线.这些为截割机构振动参数的选择提供了很大的便利.(5)为了防止轮齿的啮合激振频率靠近齿轮的固有频率而使齿轮的工作条件更加恶化,对齿轮系统进行了动态优化设计.