近年来,农业机械正朝着大型、宽幅、高速、联合作业等方向发展,大型宽幅农机具不仅能够降低生产成本而且可以增加作物产量,提高工作效率。但农机具幅宽的增加带来了运输困难的问题,目前针对大型宽幅农机具作业状态与运输状态转换问题多采用折叠式机架,部分播种机也采用举升式机架,但由于折叠式和举升式机架的动力传动布置难度大,因此只适用于集中种肥气送式播种机和结构相对简单的耕整地机械。针对以上问题,本文结合“国家公益性行业(农业)科研专项”(项目编号:201303011),提出一种可实现横向作业、纵向牵引的高机动型农具机架平台,对机架平台的关键技术以及工程应用进行研究,主要工作内容如下:(1)研究一套隐型牵引机构,该牵引机构可实现农机具作业时方便快捷地隐藏在纵向空心牵引梁架内,不仅有效利用机架方管内部空间,而且减小了农具作业时的幅宽;通过理论分析与几何图形求解确定了隐型牵引机构的主要尺寸参数:球头钩型牵引钩长度为1003mm、搭接板长度为90mm、球头钩型牵引杆与主梁端面夹角α=70°等。(2)为地轮升降机构设计同步控制回路,使机架平台平稳升降,同时为液压升降装置设计了一套机械锁定机构,通过对止推杆上锁头的运动及受力情况进行分析最终确定锁头结构。当地轮机构由作业状态向运输状态转换时,锁头前端倾角与立柱上的锁定板作用,锁头自动被压出U型库。该机械锁定机构为液压升降系统提供了安全保护作用。(3)通过设计24行平播机对高机动型农具机架平台进行工程应用研究。为24行平播机设计机架、种肥箱等工作部件,对播种单元上的施肥开沟器、种沟开沟器、覆土器、镇压器及排种器等工作部件进行选型,并为平播机设计了链传动与锥齿轮配合使用的传动方案。(4)利用CATIA软件的“分析与模拟”模块分别对主机架和隐型牵引机构进行有限元工程结构分析。分析结果表明:隐型牵引机构在加速直行、减速直行、转弯行驶三种状态的最大应力分别为44.8MPa、156MPa、95.1MPa,三种状态下的最大变形量分别为0.206mm、0.059mm、0.115mm,由此可知隐型牵引机构的结构设计满足设计要求,但主机架在运输状态下的形变量较大,最大变形量为20.7mm,因此对主机架进行了结构优化,在机架两端到“门”字形连接桥之间添加两根直径为20mm的拉筋,优化后再次进行有限元工程结构分析,分析结果表明优化后机架运输状态最大变形量仅为5.68mm,优化后的机架符合设计要求。(5)24行平播机设计完成后,运用CATIA软件的工程制图模块对平播机的非标零件进行工程图纸绘制,加工零部件并对平播机整机进行装配与调试。最后通过机架平台的功能试验和24行平播机的样机试验验证机器功能实现效果,并对试验中发现的问题进行修正和改进。研究结果表明:本文所设计的隐型牵引机构、同步控制回路以及机械锁定装置能够很好地应用与高机动型农具机架平台上。同时,通过对24行平播机的设计及样机试制与试验,验证了本文所研究的高机动型农具机架平台能够实现作业与运输状态的快速转换,工程应用效果良好。