随着我国经济建设对煤炭需求的增长,大功率采煤机的普及势在必行,而采煤机能否安全可靠地连续工作就成为人们日益关注的课题。摇臂是采煤机的重要组成部分之一,在工作过程中受到各种复杂的动载荷作用,摇臂能否正常工作,对整个采煤机起到相当重要的作用。本文以J71A型薄煤层大功率采煤机摇臂为研究对象,运用数值模拟方法,系统研究了摇臂的动力学特性,并在此基础上进行了优化分析,取得了以下主要成果:(1)通过对J71A型薄煤层大功率采煤机摇臂进行研究分析,建立了摇臂的三维实体模型;(2)根据采煤机实际工作情况,对摇臂进行力学分析得到了摇臂的负载信息,为后面的研究提供了理论依据;(3)建立了摇臂的刚柔耦合分析模型,进行了运动学仿真,验证了摇臂齿轮系统的传动比,研究了摇臂在不同工况下的应力变形规律,得到了采煤机摇臂工作过程中的危险工况;(4)针对危险工况,对摇臂进行了模态分析,得到了危险工况下摇臂的模态信息,结合采煤机井下实测数据对摇臂进行了瞬态动力学分析,得到了摇臂的动态响应,对响应过程中的最大等效应力和最大位移进行了分析,得到了摇臂工作过程中的危险时刻,对危险时刻摇臂的受力和变形进行分析,得到了摇臂的危险部位;(5)以摇臂危险部位为研究对象,建立了摇臂的优化模型,得到了摇臂壳体的合理厚度和肋板的合理高度。优化后的摇臂结构应力集中现象得以改善,摇臂质量得以减轻。研究成果可为类似机械系统的运动学分析、动力学分析及优化设计提供参考。该论文有图55幅,表19个,参考文献92篇。