本文通过对块煤在采煤机叶片上的运动分析，建立装煤生产率数学模型。利用MATLAB软件中的GUI模块对装煤生产率数学模型中的各个参数进行了数值模拟分析，从而得到了采煤机设计参数和运动参数的最优值区间。针对蚁群算法和粒子群算法的优缺点，本文将提出一种融合PS0算法与蚁群算法的新型的随机优化算法，即PSO-GACA算法，充分利用PSO的快速、全局收敛性和蚁群算法的信息素正反馈机制，达到优势互补，并将这种优化算法拓展到求解连续空间问题。基于PSO-GACA算法，以滚筒转速、滚筒直径、叶片螺旋升角为设计变量，选择装煤生产率作为优化目标，对采煤机滚筒结构进行参数优化，使采煤机滚筒结构参数设计趋近理想值。接着研究了对装煤效果有直接影响的摇臂结构，通过对摇臂结构进行结构分析、力学分析、装煤性能，得出了有利于装煤效果的目标函数，即以摇臂侧面面积最小作为目标函数。基于PSO-GACA算法，分别以摇臂结构的侧面面积最小为目标函数，对直摇臂结构、弯摇臂结构的参数进行优化，使摇臂结构参数设计趋近于理想值。