回转机构是液压挖掘机重要的组成部分,其回转工作比重占到整个液压挖掘机工作循环的65%-75%,因此,回转机构的动态性能对液压挖掘机整机性能影响甚大,是液压挖掘机整机设计水平的重要标志,也是回转机构设计的关键技术之一。然而,液压挖掘机工作环境十分恶劣,受载复杂,回转机构的动态特性异常复杂,回转机构的振动机理亦未完全明了,尤其是回转机构与液压挖掘机工作装置、回转机构内部相互耦合关系和振动规律没有探明,严重的降低了液压挖掘机正常运行的可靠性,阻碍了液压挖掘机深层次发展。因此,对液压挖掘机回转机构振动机理和动态特性进行研究,对液压挖掘机整机设计、施工控制以及故障诊断和可靠性都具有十分重要的理论指导意义。本文研究的目的就是要解决液压挖掘机回转机构非线性动态特性等深层次问题。其主要内容包括如下：根据振动力学、弹性动力学和润滑流体理论,运用有限元方法建立液压挖掘机回转机构的动力学模型。首先,利用回转支承机构和回转传动机构各零部件相互作用关系,分析回转机构各部分运动学关系,得到各零部件之间的速度位移关系；然后,利用Hertz接触理论和钢球在滚道中的润滑接触理论,在径向载荷作用下将外套圈—钢球—内套圈视为弹簧阻尼振动模型,运用几何等效的方法给出了回转支承机构的整体变形位移,考虑回转支承机构的耗散能,运用有限元法建立回转支承机构动力学模型；其次,在现有回转机构研究成果基础上,分析回转齿轮在径向力作用下时变啮合刚度与变形位移扰动之间的关系,提出回转机构受到阻尼力和附加啮合力的影响,运用有限元法建立回转传动机构动力学模型；最后,在回转支承机构和回转传动机构动力学模型基础上,考虑二者之间的关系,建立能同时表达回转机构宏观动态性能与结构参数、载荷参数之间内在关系的非线性动力学模型,为探明回转机构内在振动机理奠定了基础。运用振型模态叠加法求解液压挖掘机回转机构系统动力学方程,同时利用多尺度法并对回转机构动态性能进行深入的分析与研究。首先,根据所建立的动力学模型,将自激惯性力近似看作为冲击力,并给出自激惯性力分别在启动、制动及作业下的表达式；然后,在自激惯性力作用下,采用多尺度法对液压挖掘机回转机构的动态特性进行了深入研究；其次,深入的探讨液压挖掘机回转机构与工作装置之间的关系,分析工作装置转动惯量对回转机构的影响；最后,利用非线性振动理论,分析回转机构在外部激励和内部激励共同作用下的动态特征,得出系统在自激惯性力作用下存在多种共振现象,深层次的揭示了液压挖掘机回转机构系统的振动机理。通过实例进行仿真计算,验证回转机构在自激惯性力作用下存在多种共振现象,探明回转机构与工作装置转动惯量之间的关系,为进一步深入的研究回转机构振动问题提供理论根据。开展关于液压挖掘机回转机构系统动力学动态特性的试验研究,处理实验数据,分析实验结果,与仿真结果对比,表明本文建立的数学模型及相关研究是合理的。