甘蔗是我国最主要的蔗糖原料,种植面积位于世界第三。我国的甘蔗收获以人力为主,劳动生产率低,2017-2018榨季机械化率仅为1.4%,对甘蔗收割机械的需要极为迫切。广西、云南是我国两个甘蔗最大产地,蔗地以丘陵山地为主,现有甘蔗收割机在使用中存在侧翻风险,亟需开展甘蔗收割机在丘陵地区的作业稳定性研究。本文以本团队研发的四履带式甘蔗收割机（以下简称四履带式）与两履带式甘蔗收割机（以下简称两履带式）为研究对象,在收割机底盘基础理论及收割机稳定性理论研究基础上,结合虚拟样机技术,对两款甘蔗收割机进行了稳定性理论分析和试验研究,确定了两款收割机最优行驶稳定性的作业指标,为甘蔗收割机结构设计与改进提供了关键技术支持。主要研究内容及结论如下:（1）四履带式与两履带式静态稳定性分析。采用静态稳定性理论,运用极限侧翻角评价静态稳定性。通过Recur Dyn软件建立两收割机结构模型,对其静态稳定性仿真。四履带式纵上坡、纵下坡、横坡的极限侧翻角仿真值分别为:32o、37o、16o;理论值分别为:32.5o、37.9o、16.0o。两履带式当输送臂水平旋转角度为初始位置（0o）和纵上坡、纵下坡、横坡的极限侧翻角仿真值分别为:24o、43o、21o;理论值分别为:24.8o、43.9o、21.1o;极限位置（60o）时仿真值分别为:17o、48o、15o;理论值分别为:17.1o、48.1o、15.3o。结果表明:收割机极限侧翻角的仿真结果与理论计算误差在10%以内,说明仿真与理论计算都能够反映出两款收割机静态稳定性。四履带式纵上坡稳定性比两履式带好23.6%,两履带式输送臂水平旋转角度为初始位置（0o）时,其纵下坡和横坡稳定性比四履带式分别差13.6%、24.1%,比极限位置（60o）稳定性分别好21.2%、4.3%。（2）两款收割机极限车速理论对比分析。通过理论计算得出两款收割机平地和15o坡道转向极限车速,分别为:4.07km/h、3.96km/h（四履带式）;2.37km/h、1.81km/h（两履带式输送臂水平旋转角度为初始位置0o）;2.06km/h、1.52km/h（两履带式输送臂水平旋转角度为极限位置60o）。通过试验实际测得:四履带式高、低速档平均行驶速度为2.7km/h、1.7km/h,两履带式高、低速档平均行驶速度为2.5km/h、1.3km/h。理论计算和试验比较,结果表明:两款收割机在平地转向以高、低速档行驶都不会发生侧翻。四履带式在15o坡转向以高、低速档行驶不会发生侧翻,两履带式在15o坡转向以高速档行驶会发生侧翻,因此在坡道转向时两履带式应该以低速档行驶。（3）两款收割机在砖红壤和赤红壤路况转向稳定性对比。两款收割机采用Recur Dyn软件进行转向稳定性仿真,分析了砖红壤和赤红壤土路况转向稳定性,得出四履带式在两种路况上橫摆角速度均为:0.3rad/s,但赤红壤路况橫摆角速度值浮动较大;两履带式砖红壤和赤红壤路况橫摆角速度分别为:0.35 rad/s、0.25 rad/s。结果表明:四履带式砖红壤路况转向稳定性比在两履带式好14.2%,在赤红壤路况转向稳定性则差16.6%。（4）收割机姿态稳定性对比试验。采用Recur Dyn软件仿真和航姿传感器试验测量两款收割机动态行驶俯仰角和侧倾角变化。通过比较两收割机低、高速档行驶,实际测量得出两履带式俯仰角和侧倾角标准方差值比四履带式分别大:0.42、0.57、4.97、6.35;通过实际测量输送臂水平旋转角度稳定性试验,得出输送臂水平旋转角度从初始位置0o到极限位置60o的最大侧倾角为-1.3o至-8.4o。综合两种因素试验,结果表明:四履带式在两种车速都比两履带式好;两履带式输送臂随着水平旋转角度增大,收割机稳定性越差。（5）稳定锥侧翻稳定性仿真分析。建立稳定锥数学模型,运用稳定裕度评价整机稳定性,用MATLAB对稳定裕度进行仿真分析。仿真结果表明:在同样外力干扰下,四履带式稳定裕度值比两履带式大,即四履带式稳定性比两履带式好;两履带式输送臂水平旋转角度从初始位置0o到极限位置60o的侧翻稳定裕度极限值为27o-15.5o,即随着输送臂水平旋转角度增大,收割机稳定性越差。