采煤机在采煤作业过程中,会频繁受到截割煤层引起的不规律的负载,行走轮—销排牵引机构是采煤机不可缺少部件,行走轮与销排的啮合属于无润滑传动,因此牵引机构经常因冲击性动载荷而发生齿面磨损和轮齿折断故障。牵引机构的工作状态决定了整机的运行以及煤矿开采的效率。本文以采煤机整机为研究对象,分析采煤机在进行煤岩截割过程中整机的运动状态以及牵引机构的受力状况,找出引发牵引机构故障的因素,基于动力学分析结果对牵引机构的参数进行优化设计。采用有限元显式动力学技术在LS-DYNA中建立采煤机滚筒截割煤岩的有限元模型,设置滚筒模型与煤岩体模型的接触参数,之后运用求解器对模型求解,获取煤岩截割过程中滚筒质心的负载。基于刚柔耦合多体动力学技术,运用ADAMS与ANSYS间的数据接口建立了采煤机整机刚柔耦合动力学模型,对滚筒施加煤岩截割仿真获取的负载,考虑异步电机的机械特性以及前、后行走轮转速不同步的因素,对采煤机两个行走轮分别施加具有电机特性的旋转驱动,通过动力学分析获取了整机的应力分布、整机运行状态以及牵引机构各部件负载随时间的变化规律。对牵引机构进行理论受力分析后,建立牵引机构的装配体模型,导入ANSYS Workbench建立牵引机构的有限元接触模型,对有限元模型施加从整机刚柔耦合动力学分析中获取的负载,进行瞬态动力学分析,获取了导向滑靴、行走轮的应力分布以及行走轮最大齿根弯曲应力和齿面接触应力随行走轮转动的变化规律,分析了可能引起牵引机构故障的原因,为牵引机构的优化提供参考。建立行走轮和销排齿廓曲线的参数方程,基于参数方程构建行走轮与销排啮合的参数化模型,通过对不同齿形行走轮和销排的接触过程进行有限分析对比,确定了一组可以进行优化的行走轮—销排的装配体模型,为牵引机构的优化设计提供基础。基于牵引机构的尺寸参数、牵引机构有限分析响应以及多体动力学分析结果构建牵引机构优化响应面模型,以提高行走轮的承载能力和整机运行平稳性为优化目标,通过遗传算法对响应面进行了寻优。