液压挖掘机是一种应用广泛的多功能的建设施工机械,作为工程机械的主力机种。由于液压挖掘机具有多品种,多功能,高质量及高效率等特点,因此受到了广大施工作业单位的青睐,其生产制造业也日益蓬勃发展。通过查阅国内外挖掘机发展状况的资料,了解到国外著名厂家的液压挖掘机在设计方法上重视试验研究工作,重视电子计算机技术的应用,而国内的厂家则更多的停留在测绘仿制阶段,系统的计算机辅助设计应用还不够广泛,不够成熟。本文在此方面展开研究,完成了一套用于挖掘机工作装置设计的计算机辅助设计方法。首先,以UG三维建模软件为平台,使用UG/Open API和UG/Open Grip等工具开发出工作装置参数化设计模块,在用户自定义界面中输入基本参数后,便可快速建立工作装置各部件的模型。其次,对参数化建模得到的各部件模型进行装配,将装配后的模型导入到ADAMS软件中进行运动学、动力学仿真。通过控制挖掘机工作装置动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸的运动可完成各种挖掘轨迹。进行挖掘机包络曲线的挖掘过程仿真,可以得到最大挖掘高度,最大挖掘深度等工作尺寸参数。最后,通过经验公式计算得到载荷,将其施加在铲斗齿尖上,便可在ADAMS中进行动力学仿真,并将仿真得到的载荷文件导入到ANSYS软件中,作为有限元分析的边界条件,进而提高了有限元仿真分析的精度及自动化程度,实现了ADAMS和ANSYS软件之间的联合仿真。为验证仿真分析的正确性,本文将矩阵法应用在工作装置的机构分析中,计算所得结果与仿真结果基本一致,说明仿真分析的正确性。为提高仿真精度,本文将工作装置中的关键部件柔性化,考虑构件在受力情况下的弹性变形,在ADAMS中进行柔性体动力学仿真分析。本文使用了UG、ADAMS和ANSYS这3个工程类软件,实现了挖掘机工作装置的计算机辅助设计,它可以提高产品的开发效率,缩短产品设计周期,提高产品质量和可靠性,从而能产生较为明显的经济效益。