工作装置是正铲挖掘机的核心部件，其运动和受力情况都非常复杂，正铲装置是液压挖掘机上最常用的一种工作装置之一。因其良好的工作性能，正铲挖掘机在露天采掘和水利建设等工程中得到了愈来愈广泛的应用，而我国对正铲挖掘机的自主研发能力不足，亟需开展新机型的设计。　　本文以国外机型为样机，通过运动学和力学分析，采用遗传算法(GA)对新机型的工作装置进行了设计和优化，主要研究内容如下:　　1.以利勃海尔R9系列正铲挖掘机工作装置参数为基础，通过几何相似和经验公式，结合正铲工作装置的运动分析，得到新机型工作装置的结构参数，其中包括机构转角范围、铰点位置和工作液压缸的行程，并绘得工作装置的挖掘包络图;　　2.通过基于正铲挖掘机斗杆挖掘工况和水平推压工况的挖掘阻力分析，求得挖掘过程中挖掘阻力的变化曲线;根据挖掘阻力和工作液压缸挖掘力的匹配，确定了工作液压缸的推力，并确定液压缸的主要参数;　　3.对斗杆挖掘和铲斗挖掘工况下，液压缸闭锁力、地面附着和整机稳定性等影响因素限制下的整机能充分发挥的最大理论挖掘力进行计算;区别于传统的挖掘图分析方法，用一种更为方便有效的图谱叠加分析法对工作装置的挖掘图进行了分析，进而评价整机性能，发现设计方案不满足要求，因此有必要对设计方案进行优化;　　4.建立了正铲工作装置的优化数学模型，分别采用理想值法和指标容限法将多目标函数统一成单目标函数进行优化;由于优化问题的高维度不可微且无法得到显式函数表达式，采用一种改进的遗传算法进行优化;通过动态罚函数法对约束条件进行处理，遗传算子分别选用联赛选择、算术交叉和非均匀变异，并通过实验确定算法的控制参数;根据叠加图谱挖掘性能标准，对比优化前后的叠加图谱，发现主要挖掘区域内，挖掘性能得到大幅改善。