巷道的快速掘进是实现矿井高产、稳产的根本保证，纵轴式掘进机截割由截割头的回转、纵向钻进、横向摆动、垂直截割四种运动组成。虽然钻进在整个截割工作过程中所占的时间比例较小，但是它影响着掘进的进尺、整个工序的时间及掘进机工作的效率。纵轴式掘进机钻进时截割头受到的随机载荷复杂、多变，而这些载荷最终都传递到履带行走系统上，从而引起掘进机的剧烈振动、侧向滑动、履带张紧力的波动，掘进机的振动、稳定性、可靠性的问题也变得突出，因此，进行掘进机履带行走系统动力学研究具有一定的学术和实用价值。本篇论文围绕纵轴式掘进机在钻进过程中，运用投影变换的方法，建立了掘进机履带行走系统纵向振动、侧向滑动动平衡方程，运用数值模拟的手段，分析研究了掘进机悬臂仰角不同、侧向夹角不同，履带各点的压力、侧向力大小及变化趋势；结合拉格朗日第二类方程，应用离散体动力学模型法，建立了纵轴式掘进机履带行走系统动力学微分方程，对掘进机在平地、爬坡时，对履带张紧力的大小、变化趋势进行了分析研究。为提高掘进机工作稳定性、可靠性、爬坡能力提供了理论依据。提出了三维射线拾取方法，解决了纵轴式掘进机整机、履带系统质量属性提取难题，提高了三维实体的拾取速度。该研究为设计新型的纵轴式掘进机提供理论依据，也为建立适合我国地质条件的掘进机履带行走系统载荷库打下基础。