反铲装置是挖掘机实现各项功能的重要组成部分之一,其结构设计直接影响到挖掘机的作业性能和工作稳定性。反铲工作装置具有较大的作业空间和提升力、挖掘力,是影响挖掘机整机稳定性的关键因素,而挖掘机的稳定性又会影响反铲工作装置性能的发挥。两者之间互相影响,使得传统的设计方法需要大量重复的计算,效率低下。因此,有必要研究快速完成挖掘机反铲工作装置优化设计和整机稳定性的分析方法。本文分别围绕挖掘机工作装置的优化设计和整机稳定性的分析展开研究。挖掘机反铲工作装置的优化设计对于提高整机的作业性能和作业效率具有非常重要的意义。本文首先对挖掘机反铲工作装置进行静力学分析,然后应用D-H变换矩阵和虚拟样机技术对工作装置进行运动学分析。为了保证模型的准确性,分别使用MATLAB和ADAMS计算各铰点的受力,结果表明该虚拟样机模型满足使用要求。其次,针对当前挖掘机反铲工作装置挖掘力、提升力、作业范围等性能不足的问题,研究挖掘机反铲工作装置的优化设计方法。将工作装置分解为铲斗连杆和动臂斗杆两组机构。首先优化铲斗连杆机构,然后在保证铲斗连杆机构性能的基础上优化动臂斗杆机构。优化后的模型,其挖掘力、提升力、工作范围等性能均优于原工作装置。然后,研究挖掘机,尤其是轮胎式挖掘机稳定性分析的计算方法,并提出应用ADAMS软件分析挖掘机的稳定性的方法。利用ADAMS分别计算整机对四条倾翻的稳定系数。该方法可以动态显示挖掘机工作过程中稳定性的变化,且更加高效可行。最后,针对挖掘机稳定性计算过程中需要复杂的数学建模和大量的数学计算的问题,利用ADAMS二次开发的CMD语言,开发挖掘机工作装置性能分析和整机稳定性分析软件。该软件为企业设计人员提供了整机稳定性快速分析的方法,使设计工作变得简单、高效。