为解决传统掘进机掘进硬岩巷道时截齿耗损率严重、设备故障率高、破岩速度慢和效率低等问题，提出的一种具有悬臂式掘进机特点的新型碟盘刀齿，研究径向切削与轴向振动复合破碎煤岩的基本力学原理和载荷特性，分析刀齿载荷与结构参数和运动参数之间的关系。利用数值模拟和试验的方法分析刀齿在不同运动形式下破碎煤岩的力学特性。　　采用理论分析的方法，分析在不同阶段下刀齿与煤岩相互作用的力学关系，将刀齿等效分解为齿尖与楔面两部分，通过分析两部分在不同运动方式下的作用特征，采用复合效应的叠加原理，对刀齿齿尖与楔面上的作用力进行矢量叠加，建立刀齿径向切削破碎煤岩的数学模型。根据刀齿的运动形式，以抗剪强度和抗拉强度为理论基础，构建了刀齿复合轴向向上破碎煤岩时，抗剪和抗拉强度破碎煤岩的数学模型。　　采用数值模拟的方法，研究刀齿在径向切削和径向切削与轴向振动复合破碎煤岩的载荷特性，对比分析刀齿径向切削和复合破碎煤岩时载荷特性。研究刀齿振动幅值、振动频率、径向速度、楔面角度和切削厚度等参数对刀齿载荷的影响规律。刀齿破碎煤岩时，拉应力集中在刀齿齿尖，而压应力集中在刀齿楔面处。对比分析了数值模拟载荷与刀齿理论模型载荷，二者具有一致性，验证了刀齿数学模型的准确性。　　通过试验的方法，分析了刀齿在不同楔面角度与位置角度下，刀齿径向切削破碎煤岩的载荷特性。获得了刀齿等效载荷与传感器测定载荷的关系。在实验室截割的条件下，刀齿载荷呈现出三个不同的阶段。比较分析不同楔面角度下刀齿试验与理论模型的载荷特性，刀齿理论载荷与试验载荷随楔面角度的变化规律相同，幅值接近。　　研究成果为提高碟盘刀齿的破碎效率和新型工作机构的设计提供理论与试验参考依据，为碟盘刀齿的设计和整个碟盘的受力分析奠定基础。