建立数学模型的基础在于，求出一定工作装置作业的计算规范、作用子工作装置的负荷以及装载物料对斗的充填过程的一系列关系式。为了对液压挖掘机装载工作装置参数实现最优化，一般采用坐标试探法和统计求解法。为此建立了被研究的链——枉杆系统的数学模型，得出了用电子计算机进行最优化方案计算的算法和程序。

装载装置作业周期包括下述由挖掘机某些工作机构与e们的负荷级别的一定组合来表征的主要阶段:

1)斗沿着作业面移动到物料堆的堆底；都的切刀碰到地表的不平处和往往是处于低过临界水平的土块相遇而产生负荷，这时一个浓压油缸开始工作。

2)斗切入被分离的物料，从物料堆的边缘附近区切入，前刃的力增长到临界值，油缸开始工作。

3)斗在物料堆中旋转，往往同时有推进运动，负荷能够达到极限值；推进机构起作用，斗旋转。

4)升降臂提升，往往同时工作台旋转到卸料地点。

5)斗旋转卸料。

6)工作台旋转到作业面，同时将手柄拉回。

7)升降臂下降，斗转回到初始位置。

在作装载装置的工作循环图时，采用下述假定，每一个机构的工作或者是延续到某一阶段(工作部件达到轨迹指定点或位置)，它的作用完成了，或者达到了出现极限负荷。所有的机构在某一阶段工作一结束，立即就开始下一阶段的工作(考虑转换滑阀所消耗的时间)。装置每一阶段工作的时间按最大共同工序的时间确定，同时工作的机构不超过两个。

作用在工作装置驱动机构上的负荷包括斗切入土的阻力，土进入挖掘机斗的移动阻力，以及当运动速度变化时机构的构件的惯性力。液压系统中过程变化而产生的加速度造成的负荷，由于作用时间非常短，对工序的进行无重大影响而不予考虑。至于负荷状态对于工作装置的强度与承载能力的影响，则应以专门的计算加以考虑。

进行负荷计算的目的，是限制液压系统的压力和流量，在一定作业规范下，通过计算松散物料与块状物料时各个工序的速度轨迹、作用力与消耗的时间，确定出工作装置的工作机构的效率。