采煤机是实现煤矿生产机械化和现代化的重要设备之一,在煤炭生产中发挥着重要的作用。为了缩小与国外先进技术水平的差距,实现完全的采煤机国产化,达到高可靠性、高产、高效的发展需要,近年来国内对采煤机的研究投入了大量精力。采煤机摇臂齿轮系统是采煤机最重要的组成部分之一,通过齿轮齿轮将驱动系统的功率传递至滚筒完成截煤功能。在实际采煤过程中,由于煤岩构造复杂,截割参数多样,使得截割部承受的负载变化剧烈,再加上采煤机一般处于地下作业,维修困难,这对采煤机摇臂齿轮系统的可靠性提出了很高的要求。为了准确预测采煤机摇臂齿轮系统的可靠性,给采煤机摇臂齿轮系统可靠性设计提供理论依据,本文以采煤机摇臂齿轮系统为研究对象,将剩余强度理论与应力-强度理论相结合,以JC验算点法为计算方法,对采煤机摇臂齿轮系统中齿轮在多种失效模式下的可靠性进行理论研究,并以失效相关理论为基础,结合copula函数获得了系统更为准确的动态可靠性衰减特性。主要研究工作如下:(1)针对现有剩余强度理论需经过大量实验确定未知参数,不适用于大型、长寿命采煤机摇臂齿轮系统的问题,以非线性损伤理论为基础,根据疲劳损伤与强度之间的关系建立了只有一个未知参数且未知参数为材料常数的剩余强度模型—非线性损伤剩余强度模型。考虑所受载荷多样的特点,建立了恒幅载荷加载、二级载荷加载两种情况下的剩余强度模型,分析了两种不同材料在加载下的剩余强度变化规律,验证了所建材料剩余强度模型的正确性。(2)利用雨流计数法对随机载荷进行统计分析,结合所建材料剩余强度模型,以应力-强度理论为基础,建立了采煤机摇臂齿轮系统齿轮动态可靠度功能函数,利用JC验算点法求解了采煤机摇臂齿轮系统齿轮齿面接触疲劳及齿根弯曲疲劳动态可靠度。(3)基于所求得的采煤机摇臂齿轮系统齿轮接触疲劳可靠度及齿根弯曲疲劳可靠度,结合copula相关理论,得到了采煤机摇臂齿轮系统齿轮在多种失效模式下的动态可靠度。对比分析了在失效模式相关时齿轮动态可靠度、失效模式完全独立时齿轮动态可靠度、最薄弱环节齿轮动态可靠度的大小。(4)在齿轮动态可靠度的基础上,进一步研究了采煤机摇臂齿轮系统的可靠性变化规律,对比分析了齿轮失效完全独立及相关两种情况下的系统可靠度,验证了系统可靠性设计过程中考虑失效模式相关性及零部件失效相关性的重要性。