鉴于正铲液压挖掘机承载能力大、作业效率高的特点,且国内对正铲液压挖掘机的研究相对较少。因此,本文主要对一种12杆3自由度大型正铲液压挖掘机工作装置进行了研究分析,主要分析了工作装置的动力学特性和动态强度。1、运用D-H法对工作装置进行了运动学建模,并分析了工作装置的位置正反解特性和角速度与角加速度。在混合挖掘和水平推铲两种工况下分别对位置正解和反解进行仿真,结果符合实际情况;角速度和角加速度分析结果表明斗杆关节对铲斗末端位置影响最大,工作装置具有良好的运动学响应,为动力学分析奠定了基础。2、利用虚功原理方法建立了工作装置动力学模型,在水平推铲后提升工况下得到了三组液压缸驱动力变化曲线。结果显示切向挖掘阻力对驱动力整体影响最大,驱动力变化趋势揭示了驱动力与铲斗末端位置和负载变化的规律。用ADAMS对工作装置进行动力学仿真,对比分析两种结果,误差在合理范围内,证明了两种动力学模型和分析结果的正确性。3、基于ANSYS对工作装置进行结构特性研究,着重对动臂和斗杆进行了模态分析和谐响应分析。对动臂和斗杆分别进行自由模态和约束模态分析,分析结果表明斗杆频率和变形都略大于动臂;通过谐响应分析得出动臂和斗杆容易发生共振的频率和响应幅值,为结构优化提供了参考。4、联合ANSYS和ADAMS研究分析了工作装置在典型作业工况和有冲击载荷下的动态强度。结果表明作业工况改变会引起驱动力震荡,冲击载荷对动臂的影响大于斗杆,冲击载荷的大小和作用时间对构件应力影响较大,作用时间越长,震荡时间越长;冲击载荷载大,震荡幅度越大。