液压挖掘机是一种重要的工程机械，挖掘机市场竞争的不断加剧使得产品开发速度及其可靠性日益成为最具挑战性的因素，而我国挖掘机行业却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。虚拟样机技术的逐渐成熟为解决这些问题提供了强有力的工具和手段。 本文阐述了国内外虚拟样机技术的研究现状和发展趋势，论证了将虚拟样机技术应用于液压挖掘机设计和分析的必要性；在研究挖掘机工作装置运动过程的基础上，依据HXW220试制图纸在Pro／E软件中构造了工作装置的三维实体模型，经过虚拟装配，建立了液压挖掘机虚拟样机；通过对虚拟样机的三维可视化动态模拟、干涉检查和运动学分析，验证了所建立的虚拟样机的正确性。 利用MECH／PRO接口模块，在动力学分析软件ADAMS中建立了挖掘机的多刚体虚拟样机系统；通过以多刚体理论为基础的运动学分析，得到了液压挖掘机的主要作业尺寸、工作范围包络曲线图等，验证了挖掘机理论作业循环时间的正确性；根据挖掘阻力的分析，通过挖掘机整机的动力学分析，对挖掘机铲斗挖掘时工作装置的受力状况进行仿真，得出了动臂、斗杆等构件各个铰接点的受力状况及相应曲线，为进一步分析研究挖掘机工作装置的结构特性提供了参数和依据。 在以上工作的基础上，还通过在挖掘机企业的现场试验研究，对液压挖掘机虚拟样机的运动学和动力学仿真结果进行了验证，通过试验数据分析证明了仿真的正确性。 本文的研究工作为液压挖掘机工作装置的设计和研究提供了一种行之有效的手段。所得结论不仅对液压挖掘机物理样机的试制和性能评估具有重要意义，而且对其它复杂机械设备的虚拟样机的建立及运动学、动力学分析具有一定参考价值。