我国的煤炭资源储量丰富,在一次能源消费中的比重长期保持70%,煤炭资源长期的高位需求促进了掘进机的使用和研发。由于我国煤矿开采的条件属中等偏下,除山西、陕西、内蒙古等省区部分煤田开采条件较好外,其它煤田条件较差;掘进机在条件差的煤矿工作时,行走性能较差、截割稳定性不足、故障率较高等现象;较大程度影响了掘进机的整机性能及工作效率,并且存在较大的安全隐患。分析掘进机在此类巷道的工作性能成为掘进机研究中的重要内容。本文首先简介悬臂式掘进机机械及液压系统组成及工作原理,为掘进机的工作性能分析提供理论依据;其后,结合solidworks与RecurDyn的功能,完成包括行走部、截割部、支撑部、本体部的掘进机虚拟样机建模,针对爬坡行走、支撑整机及空载截割三种工况进行运动学仿真,分析了行走速度、支撑力、某截齿运动轨迹等随时间的变化情况,通过与理论值对比,验证了模型的准确性,为进一步的优化分析提供基础;基于车辆地面力学理论,分析掘进机履带与底板的相互作用情况,建立以最大附着力为目标,以履带板相关参数为优化变量,以土壤极限承载能力、土壤抗剪强度等为约束条件的优化模型,借助遗传算法理论求解模型,对履带结构参数进行优化;最后,基于RecurDyn/FFlex有限元模块,对掘进机截割工况进行动力学仿真分析,获得某截齿受到的三向力及截割头受到的三向力,通过与理论计算值对比,分析有限元结果的准确性,为工程应用提供参考;仿真掘进机钻进工况,分析掘进机的工作性能。本文的研究结果表明,通过合理优化履带参数,提高了掘进机的行走性能,对改进履带板设计及提高掘进机行走性能具有实际意义;钻进工况下,掘进机易出现溜车现象,驱动轮转矩产生大幅震荡,对机械及液压系统造成一定程度的破坏,为掘进机的仿真分析提供借鉴。