草坪、果树、茶园等作为农业行业的重要组成部分,近几年来逐年增长,园艺拖拉机也成为现代果园和茶园机械化与现代化不可或缺的动力机械。传统四驱园艺拖拉机由于自身结构制约,转向灵活性不足,从而致使作业时工作效率降低,因此提高园艺拖拉机的转向灵活性成为了近年来的研究热点。本文针对四驱园艺拖拉机转向不灵活这一问题,根据倍速转向理论,设计了一种电液控制的前驱动桥倍速转向机构,使得园艺拖拉机转向时前轮速度增大,减小转弯半径,并试制样机进行了倍速转向试验。主要研究工作和成果如下:(1)四驱园艺拖拉机相对于后轮驱动普遍存在转弯半径过大的特点,将两轮驱动和四轮驱动进行计算比较分析,得出增加四驱拖拉机前轮转向速度可以有效的减小转弯半径的结论,并根据倍速转向理论确定了最小转弯半径与倍速比之间的数学关系。(2)开展四驱园艺拖拉机前桥倍速机构的设计研究,依托黄海金马园艺拖拉机性能参数,选取合适的动力传递方式,对齿轮、摩擦片,活塞等各关键零件进行计算设计。将整个倍速前桥在三维软件中进行绘制装配;针对倍速前和倍速后两个挡位,对其传动结构进行有限元仿真分析,得出最大应力为268.3MPa,最大变形量为0.2041mm,符合强度和刚度要求。并对倍速前桥整个壳体三维模型进行不同工况下的力学分析,得出相应的应力及变形图;对倍速前桥壳体进行了模态分析,得出了桥壳六阶模态的振型和固有频率,表明倍速桥壳的强度和刚度也满足设计要求。(3)接着设计前驱动桥倍速转向的电液控制系统,得出进油口油压为最小为2.77MPa,并对关键元件油泵以及电控阀等进行计算选型。并运用ADAMS和AMESim对电液控制倍速转向进行仿真,围绕电控阀对电液控制系统以及倍速机构机械部分进行建模,并建立主要模块的数学模型,分析了系统的电控阀部分对系统增减压时的动态响应及其主要参数对控制效果的影响以及输入输出转速的平稳性。(4)对电液控制倍速转向前驱动桥进行试制,然后搭建试验台架,对倍速机构的性能进行测试,测试结果表明该倍速机构的倍速比为1.5,符合设计要求,倍速转向换挡时间为0.15s;接着将整个倍速前桥安装在园艺拖拉机上,布置液压油路,最后测量园艺拖拉机的最小转弯半径,验证了所设计的整个装置性能完全可靠。