煤矿行业的高速发展,对掘进机性能的提高日益迫切,需要掘进机可以快速而经济地截割坚硬的岩石,由于横轴掘进机在截割硬岩过程中具有较纵轴掘进机不可比拟的优势,目前国内对横轴掘进机的研究越来越多。在横轴掘进机的研究过程中,截割部的研究至关重要,截割部中的截割头设计与铰接点位置关系对于整个掘进机的截割效率、粉尘量、掘进机可靠性关系密切。　　本文首先比较了横轴掘进机与纵轴掘进机在截割过程中的不同,分析了横轴式掘进机在截割硬岩时比纵轴掘进机的优势。本文针对横轴掘进机的截割部进行研究与设计,主要研究内容为:横轴截割头的参数化设计与三维显示、截割切屑图的绘制、横轴截割头的载荷仿真、截割参数的优化设计,截割臂铰接点位置优化设计。　　截割头参数化包括了截割头空间位置参数表的形成,提出了根据某一个轮廓形状生成所需的截割头截齿排列方案。截割头三维模型展示,使用matlab绘制出截齿座的空间位置,可以在三维环境下查看,可避免齿座之间互相干涉。截割头受力仿真部分,研究了如何计算一个截齿的截割力,同时给出了整个截割头在横摆和切入两种不同的工况下的截割头受力的计算方法与仿真方法。通过所绘制的仿真曲线,可以得到截割头在截割循环中的受力波动情况,为评价截割头设计提供依据。对于一个截割头,转速与进给速度如果设置较好,截割头将可以得到最大的截割效率,因此采用了遗传算法对截割头转速与进给速度进行了优化分析。　　横轴掘进机的三铰点位置的合理选择对于横轴掘进机的升降油缸受力的降低具有重大的意义,因此本文对三铰点位置的优化,使油缸受力得到大幅度的降低,为提高掘进机的可靠性做出较大的贡献。通过对横轴掘进机截割臂的研究,提高了截割头与截割臂的设计质量,设计了截割头设计与评价的工具软件,为横轴掘进机的进一步发展打下坚实的基础。