液压挖掘机广泛应用于交通运输、水利水电工程、矿山采掘等行业,是一种大型的工程机械,对提高劳动生产率起着关键作用。因此,对挖掘机的设计和研究就显得非常重要。而在我国挖掘机行业中,由于新产品开发周期长、成本高、设计手段落后,导致产品严重老化、缺乏市场竞争力。虚拟样机技术的应用为解决这些问题提供了强有力的工具和手段。本文首先阐述了国内外虚拟样机技术的研究现状和发展趋势,针对现有液压挖掘机设计中存在的不足,将虚拟样机技术引入挖掘机设计开发领域。在研究挖掘机工作装置的基础上,利用Pro/E软件构造了液压挖掘机的三维实体模型,并进行了虚拟装配,建立了挖掘机的虚拟样机。在动力学仿真软件ADAMS中建立了挖掘机的多刚体虚拟样机系统,完成了模型的前处理工作,并校验了模型的正确性。通过在ADAMS/View中对挖掘机虚拟样机机械系统工作范围的仿真分析,得到了与液压挖掘机性能相关的主要参数尺寸和工作范围的包络曲线图,说明了多液压缸复合运动的高效性。根据对挖掘阻力的分析,对挖掘机铲斗挖掘时的受力状况进行了动力学仿真,得到了动臂、斗杆、铲斗等构件各铰接点处的受力情况及相应曲线,为进一步分析研究挖掘机工作装置的强度提供了依据。通过对液压挖掘机进行参数化处理,得出了铲斗四连杆机构几何尺寸的变化对传动比的影响,从而确定了对挖掘力的影响,为优化传动比打下基础。