全断面掘进机代表了隧道掘进装备的发展方向。随着国民经济和城市建设的快速发展，地下空间的开发利用越来越迫切，我国正成为世界上掘进机需求量最大的国家。巨大的市场需求与我国相对滞后的全断面掘进机研发技术之间的矛盾已经凸现，因此开展全断面掘进机主机相关技术的研究具有十分重要的意义。本论文针对掘进机整机选型、参数匹配和关键部件的强度设计等问题进行了相关研究，为全断面掘进机的设计提供了依据。本论文主要研究内容包括以下几方面：1．开展了全断面掘进机主机关键技术的研究，详细分析了掘进机选型依据、主参数的确定、刀盘驱动系统的设计、整机参数匹配和刀具布置方案；2．计算了掘进机总推力和刀盘驱动力矩，为机头架装配的强度分析提供了受力边界条件；3．采用了有限元分析方法，分析了掘进过程中机头架和连接体的应力和变形分布情况；4．基于有限元分析结果，采用强度理论计算了机头架和连接体的强度安全系数，结果表明该关键部件具有较高的可靠性。本论文的研究结果为全断面掘进机的主机设计提供了系统支撑，并为关键零部件的设计提供了计算依据，可以加快国产掘进机的开发过程。