我国地域辽阔,地理特性复杂,南方地区地块狭小,水田旱地杂陈,急需可于水田旱地间方便转换作业状态的船式拖拉机。换轮机构作为船式拖拉机的关键部位之一,是实现水陆不同工况转换的执行机构,对船式拖拉机的发展有着至关重要的作用。本文的研究重点是设计能够自动转换船式拖拉机的工作状态,且机械强度高、合理可靠的的换轮机构,完成的工作如以下所示:首先,利用TRIZ理论的系统进化法则明确换轮结构的设计方向,根据定义的机构必须要具备的五大基本要求,设计换轮机构系统图。在设计过程中遇到两个系统内部矛盾,分别是是耗时增加、速度减慢,和再生矛盾——自动化程度变差,并分别利用TRIZ理论的发明创造原理和对应的标准方法解决,最终设计出了能够合理满足所有要求的换轮机构的初步方案。其次,基于换轮机构的初步方案,建立参数化斜齿轮库、同步环、推杆、叶轮、胶轮等零部件,建立换轮机构三维模型。模拟换轮机构整个工作过程,进行干涉检查。检验机构齿轮传动系统具有稳定传动比2.6;添加余弦变化电动机输入,分析大小齿轮齿尖上某点速度变化,研究其运动规律。通过上述运动学分析,验证换轮机构初步方案合理性。然后,在运动学分析的基础上,考虑齿轮工业制造中的七个模糊因素,以齿轮组体积最小为优化目标,以弯曲强度可靠性等为约束条件,模数、齿数、螺旋角系数以及齿宽系数等参数建立模糊优化模型,对齿轮组进行模糊优化设计,使得优化后齿轮组体积减小39%。最后,对比优化前后齿轮组在啮合过程中最大接触应力变化以及小齿轮在齿轮径向和齿宽方向中接触应力变化情况,可知优化结果在大幅减少体积的情况下对整体强度影响不大。总之,经设计和分析,论文得到了一个可以满足功能需求且体积小质量轻强度够的换轮机构设计方案,可实现船式拖拉机快速稳定的换轮需求,对船式拖拉机发展起到促进作用。