作为掘进机的重要工作机构,装运机构的性能直接影响到掘进机的整机适用性、生产效率、工作性能和使用寿命,研究装运机构的工作性能及各工况下的动态特征,对提高掘进机的综合性能有着重大意义。为考虑重要结构及关键零部件的振动特性,利用ANSYS软件对第一运输机机身、星轮、铲板进行了模态分析,得到了前六阶固有频率及描述了对应的振型特点。通过ADAMS软件对链传动模型的动力学仿真,研究了在启动和稳定工况下链轮与平环之间、链环与链环之间的啮合特性和接触力曲线规律,并分析了平环与链轮、立环接触力曲线的关系;同时,利用ANSYS做了链传动模型在启动或卡链工况下的瞬态动力学分析,测出了链轮、链环的动态特征。利用ADAMS软件对铲板装配模型进行仿真,测出铲板的运动轨迹、速度等运动学结果,为优化活塞杆速度和铲板下摆角提供依据;同时,为研究铲板结构随载荷变化的动力学响应,利用ANSYS对铲板进行瞬态动力学分析,得到了不同载荷下的等效应力、等效应变,且测出了易产生应力集中的位置,为铲板主梁、支架的优化提供依据。通过利用ANSYS对刮板组件在重载下的静力学分析,得到了圆弧链和连接环等效应力的分布规律,并对刮板进行优化。基于星轮的静力学分析,利用Fatigue Tool疲劳模块对星轮进行了疲劳寿命计算,预测出其寿命及薄弱位置。在ANSYS中对第一运输机的张紧装置进行了动力学分析,得到了弹簧、丝杠、锁紧螺母等动态特征,确定出弹簧的预压量。为得到啮合区域花键键齿的啮合特点及单个花键齿的等效应力分布特征,利用ANSYS对花键轴、链轮装配模型在重载工况下进行了静力学分析,将驱动装置改进为双马达驱动,经仿真分析,并验证了优化方案的正确性。本课题不再采用传统的设计理念,而是采用虚拟样机技术,仅利用虚拟样机技术对掘进机装运机构零部件建模及装配,经机械系统动力学软件、有限元软件的仿真准确地得出结构及关键零部件的分析数据及特征,找出缺陷及薄弱环节,为合理的设计方案提供依据。