采煤机摇臂通过连接架与机身牵引部进行连接,连接架与摇臂、机身牵引部分别通过连接销轴进行铰接,因采煤机截割煤壁过程中滚筒受到截割阻力、牵引阻力、侧向力等作用传递到摇臂上,会造成摇臂与连接架连接销轴以及连接架与机身连接销轴的损伤,因此对连接架与摇臂、机身牵引部分连接销轴进行载荷分析及结构优化,可为采煤机开机无故障运行提供理论依据,进而提高煤矿开采效率。本文依托国家能源局“国家能源采掘装备研发中心”合作项目(编号:2010-215)-《高端综采成套装备理论与关键技术研究》,以MG500/1180型采煤机为研究对象,针对采煤机机身与摇臂间的一段式销轴连接、二段式销轴连接,以及机身与摇臂间有无连接架等结构形式,开展销轴受力分析研究,主要工作如下:构建了采煤机摇臂连接销轴静力学模型,针对模型过约束而导致求解结果发散的问题,使用有限元分析方法对摇臂销轴受力进行仿真分析,将1:1模拟实验平台获取滚筒三向载荷施加到模型中,获得无连接架时摇臂不同举升角度和销轴间隙量下两段式、一段式连接销轴最大应力和最大变形量分布,以及加装连接架时连接销轴最大应力和最大变形量分布。采用多体动力学仿真软件Recurdyn分别对采煤机摇臂、连接架、连接销轴进行柔性化处理,建立了采煤机摇臂-连接架-机身刚柔耦合动力学模型,对其进行动力学仿真分析,获得无连接架时摇臂不同举升角度和销轴间隙量下两段式、一段式连接销轴接触力,以及加装连接架时连接销轴接触力。针对连接架应力集中现象,利用ANSYS Workbench软件中结构优化模块Desigh Xplorer,以连接架耳板厚度为优化目标,煤壁侧肋板厚度DS_bh?采空侧肋板厚度DS_ckbh作为优化设计变量,对采煤机连接架进行结构优化。对比优化前后连接架质量?最大应力和最大弹性形变情况,确定优化的有效性。使用ANSYS nCode DesignLife疲劳寿命分析软件对优化前后的采煤机连接架进行分析,通过对比优化前后连接架疲劳寿命云图和疲劳损伤云图证明本次优化的正确性。本文研究成果可为采煤机高效开采以及结构设计优化提供理论支撑,有一定的工程价值和理论意义。该论文有图56幅,表17个,参考文献62篇。