发展大型宽幅农机具是一种趋势。随着我国土地分散格局被逐渐打破,土地经营日渐集中,大型宽幅农机具的优势日益凸显。但是大型农机具又带来了严重的运输问题,巨大的幅宽使得大型农机具在运输和田间转移时的灵活性和安全性无法保证,且现有机构较为复杂或操作不便。为了保证大型农机具的通过性与灵活性。国内外主要有3大类解决方式:一是折叠,又细分为上下折叠、水平折叠和举升折叠3种;二是为大幅宽农具配套一专用于运输的牵引台车;三是双架组合式,由行走的基架与作业的托架组合成,托架可在基架上升降并能90度转向,从而实现作业与运输两种幅宽的转变。显然,折叠方式的结构复杂、制造成本高,适用于无种肥的耕整地机械或集中种肥气送式播种机;专用运输台车配套成本高,现场操作不便;双架组合式则结构更为复杂且成本高。本文计划创新一种地轮前置式高机动性宽幅农具机架,结构简单、布置灵活、作业与运输状态转换方便快捷等。并与地轮中置式机架进行对比研究,找到两种机架各自的优势与技术特点,明确各自的适用场合,为高机动性农具机架的应用与推广提供指导。以下为主要研究内容:(1)提出地轮前置式技术方案,研究其结构特点与工作原理,为后续研究提供依据与指导。(2)子系统与关键部件的设计:地轮系统的设计,采用地轮前置的形式,具有布置灵活、不占用行走带,结构简单等特点。主要研究包括:总体方案的确定、变形原理的研究,结构的设计,动力离合装置的设计、机械锁定装置以及液压系统等设计。(3)针对两种机架不同的整体仿形形式,利用仿真软件模拟地轮中置与地轮前置两种形式的作业情况,对地轮中置与地轮前置两种形式的耕深控制特性进行研究。(4)对两种机架的工程应用进行研究,搭载大豆密植平播部件验证其作业与运输性能,研究两种机架在工程应用中对整机的结构和技术参数的影响。(5)利用CATIA软件对两种机架主梁进行了工程结构分析,对其作业与运输状态两种状态下的最大载荷受力进行了分析,选取作业状态下最大耕深,以及运输制动状态进行分析,模拟机架主梁在实际状态下的受力,研究两种形式对整机受力的影响。(6)加工样机,进行功能试验、道路运输试验,并对比样机的作业与运输相关参数。研究结果表明:本文设计了一种高机动性农具机架,采用前置式作业与运输兼用型地轮系统,配套有动力离合、液压控制、机械锁定、翻转机构等。液压控制系统可以方便快捷的实现作业与运输状态转换及耕深调节等功能;翻转机构配套的锁定装置可以实现状态转换过程中自动的锁定与释放。地轮中置时机架的整体仿形效果较好,但对整机的布置和结构有一点的要求与限制。地轮前置式机架具有布置灵活、结构简单、占用空间小、安装方便等特点。在工程应用中适应性更广,可以实现对现有机具进行简单改造即可实现其高机动性。地轮前置式和中置式高机动性大型农具机架为大型农机具的转场和田间转移提供了新的思路和工程解决方案,促进了大型宽幅农机具的普及与推广。