我国传统工程机械行业由于产品开发周期长、成本高,导致产品严重老化,缺乏市场竞争力。本课题针对某公司生产的PC200型液压挖掘机工作装置的设计方法落后、设计周期长、成本大以及具有盲目性和局限性等问题,将虚拟样机技术引入到液压挖掘机的设计开发中来,从多个方面开展了基于虚拟样机技术的液压挖掘机工作装置的设计与仿真。本课题首先根据PC200型挖掘机的尺寸资料建立了液压挖掘机零部件的三维Pro/E模型并进行了装配,得到了液压挖掘机的虚拟样机模型,以此为基础,建立了液压挖掘机的Pro/E运动学模型、ADAMS动力学模型以及ANSYS有限元分析模型,然后分别对液压挖掘机的挖掘过程进行了运动学和动力学仿真,得到了挖掘机的主要性能参数和挖掘过程中工作装置各连接铰点的受力变化曲线,并着重对两个特殊工况位置进行了受力分析。通过与PC200型挖掘机的原始资料对比证实了仿真具有较高的真实度。最后,根据受力分析结果对动臂和斗杆进行了结构有限元分析,得到了各自的位移和应力等值图,并根据最大应力进行了强度校核。仿真分析结果接近液压挖掘机的实际工况的结果证明,基于虚拟样机技术的液压挖掘机设计是可行的,能替代传统落后的设计方式。本研究结果对工程实际具有一定的指导作用,相信通过进一步的研究完善后,将会有广阔的应用市场并产生巨大的经济效应。