随着我国“绿色生态型”农机装备的发展,高效节能农机装备发展备受人们关注,故对电动拖拉机的深入研究具有重要意义。本文以25马力电动拖拉机动力电池组液冷散热系统为基础,设计一款能够承载其动力电池组与驱动系统等各部件的底盘结构。此外,为防止底盘结构出现被破坏或者整车质量过大而导致拖拉机续航里程的降低,在设计的同时也不能忽视底盘结构可靠性和整车质量,因此,25马力电动拖拉机底盘设计不仅要考虑其承载适用性,还要对其底盘结构进行轻量化设计,确保电动拖拉机良好的整体性能。本文在某传统车型的燃油拖拉机底盘基础上,基于双电机独立驱动系统与动力电池实际尺寸以及在底盘的安装位置,先确定底盘结构设计框架,然后根据整车设计参数得出底盘结构的设计指标,通过其设计指标设计出完整的底盘结构,同时也确定底盘结构材料使用以及各部件连接方式,最后基于其底盘所受载荷进行强度、刚度的理论校核计算,得出校核结果强度超出校核指标。为验证校核的准确性以及找出底盘结构存在的问题需要进一步对底盘结构进行有限元分析。通过Hyper Mesh软件建立电动拖拉机底盘结构有限元模型,针对拖拉机实际工作情况选取弯曲工况、扭转工况以及牵引工况,通过Opti Struct软件对底盘结构计算分析。研究表明:三种工况下底盘结构强度和刚度幅值均高于校核指标,主要原因为底盘前车架结构的L型截面出现应力集中、刚度突变的情况,需要对底盘前车架的L型截面的结构进行优化改进。针对底盘前车架结构的L型截面出现应力集中、刚度突变的问题,制定了结构优化改进方案。具体解决方案为底盘前车架后部L型截面内、外侧进行板筋加强,底盘前车架中部L型截面内侧也进行了板筋加强,同时优化改进了底盘前桥的支撑平板结构,由平板结构换为凹槽钢结构。基于改进后的底盘结构进行三种工况下的有限元分析,研究表明:三种工况下底盘结构的强度和刚度均低于校核指标,说明结构改进方案有效,同时通过云图结果分析,底盘结构强度和刚度相较于校核留有较大的安全余量,为下文底盘结构轻量化研究奠定基础。最后,针对改进后底盘结构通过模态分析做了底盘振动特性评估,通过振型图得出底盘结构不易共振,且无突变情况,结构良好。基于底盘结构在强度和刚度方面留有较大的安全余量原因,对底盘结构采取尺寸优化和变密度拓扑优化,以达到底盘结构轻量化目的。尺寸优化主要针对底盘前车架纵梁结构,纵梁厚度由12 mm降到10.89 mm,纵梁结构质量由97.60 kg降到约为89.46kg,纵梁减重约为8.3%,底盘结构质量由800 kg降为约792 kg,减重约为1%;变密度拓扑优化主要针对变速箱及驱动桥壳,优化后底盘结构减重67 kg,由原来的792 kg降到约725 kg,底盘结构相较于优化前减重约为8.3%,总体减重效果明显达到轻量化目的。最后,通过轻量优化后的底盘结构进行模态分析来评估底盘振动特性,比较优化前后的底盘振型图得出,轻量化后的底盘结构固有频率均有提升,约为2 Hz左右,不易共振且无突变情况,各阶振型相较于之前也具有相似性。综上,25马力电动拖拉机底盘结构具有较高的实用价值。