大型液压挖掘机是一种大斗容土石方施工设备,广泛应用于矿山开采及大型工程建设。由于作业过程中挖掘工况的多变性导致工作装置受力复杂,影响整机性能的发挥。本文针对此问题,以70T大型液压挖掘机为样机,建立挖掘机的虚拟样机模型,分析作业过程中工作装置挖掘力及铰点受力的变化,并进行机构优化,以提高挖掘机综合作业性能。主要工作如下：运用D-H法建立工作装置运动学模型,结合工作装置各机构之间的位置关系,得到各机构传动比关系式,建立整机理论挖掘力的计算模型。在Inventor及ADAMS平台中建立挖掘机动力学仿真模型,分析整机理论挖掘力的变化特性及其发挥限制因素所占比重,找出工作装置发挥最大挖掘力时的位姿。在铲斗齿尖加载挖掘阻力,模拟斗杆及铲斗挖掘动作,仿真得到工作装置各铰点的受力变化曲线,对挖掘机工作装置力学性能进行评价,为进一步优化铰点位置提供参考。以铲斗、斗杆理论挖掘力及动臂提升力为目标函数优化工作装置铰点位置。优化结果表明,在小范围内调整铰点位置可有效改善铰点的受力状况,同时提高挖掘机的作业范围。通过测试挖掘机实挖过程中液压缸大小腔压力以及活塞杆位移数据,经过换算得到活塞杆作用力曲线,间接计算出铲斗齿尖挖掘阻力,验证仿真计算模型的准确性。