采掘设备在矿山生产中起到越来越重要的作用,随着各个不同种类不同规格的掘进机的研究开发,以及采掘系统在煤矿生产中得到了大量使用,掘进机俨然已经成为矿山生产中最重要的核心设备之一。然而,由于井下开采具有很多限制条件和困难,例如岩石巷岩层的硬度过大、巷道断面尺寸过小等等,现有具备高功率、高重量、机身过长等特征的掘进机在安装调试以及工作中的灵活性就受到了很大的限制。开采巷道之前往往需要人工炮掘很长一段距离用于掘进机的组装及相关配套设备的安装调试,与此同时,随着在井巷工程中设置越来越多的联络巷,其采掘工艺就成为一个难题。目前,联络巷仍然采用炮掘工艺,生产效率低安全性也差。因此,有必要结合现有掘进机进行研究并研发出一种适用于巷道前期开采、联络巷快速机械掘进的新型联络巷掘进机。本课题在研究现有的采掘设备及其他相关机械设备的基础上,分别对其现有设备的优缺点进行了对比分析,并结合井巷工程中巷道参数和具体采掘工况,设计出一种新型联络巷掘进机的机械系统。利用软件SOLIDWORKS创建了该联络巷掘进机机械系统的三维几何模型,针对不同掘进工艺对联络巷掘进机的进行受力分析之后,对整机的工作稳定性也进行了分析研究。在分别对典型巷道的拱形联络巷全行程掘进工艺以及联络巷掘进机在掘进极限位置的掘进工艺进行分析研究之后,利用多体系统仿真软件ADAMS构建联络巷掘进机的虚拟样机,对不同工况分别进行仿真研究,得到关键零部件连接处的载荷数值。结合有限元分析软件ANSYS与动力学仿真软件ADAMS构建了联络巷掘进机的柔性多体系统模型,并进行了刚柔耦合动力学仿真,对关键零部件进行了动态特性研究。最后利用不同工况得到的最大载荷值对关键零部件进行有限元分析和结构优化设计,进一步改进设计结果、验证该新型联络巷掘进机机械系统设计的正确性和可靠性。