农业机械化程度是一个国家农业发展水平的评判标准,而拖拉机则是实现农业机械化的代表性农具,但是,农用拖拉机的普及并不能代表一个国家的农业发达水平,则在于能否充分利用农用拖拉机,以达到最高工作效能。当今,我国农业机械化水逐步提高,农用拖拉机的普及速度非常快,但是,还不能够称为农业发展强国,主要在于农用拖拉机并没有发挥其充分的工作效能,因此,农用拖拉机人机工程问题在我国的研究前景是非常广阔的。而本文正是以此为切入点,着重于中小型轮式拖拉机的变速器研究,以常州农机公司生产的DF304A为研究对象,提出外挂辅助变速的改进设计理念,这种理念可将变速器设计的更加符合人的操作习惯,且使其操作更加省力,可从根本上解决变速器所存在的人机操作问题。本文坚持人机工程学原则的前提下,完成了对DF304A辅助变速器的设计。由实际测量和原理方案的制定确定其改进设计的可行性,并通过三维模型的建立,基于ADAMS的虚拟样机仿真,验证其机构运动的可行性,最终,通过力学的分析与计算,证明DF304A辅助变速器的操纵比原来更加省力,且能够满足驾驶员的操作舒适性要求。另外,从行车安全的角度来看,据不完全统计,我国农用拖拉机发生的事故中80%是由工况侧翻所导致。最常见的事故就是拖拉机坡道行驶侧翻,近70%的驾驶员认为,在坡道行驶中无法精准的感知车身倾斜状态,这是导致坡道侧翻的直接因素。本文从人机安全的角度出发,以DF304A为实验研究对象,完成坡道临界侧翻夹角实验,并提出以角度为临界侧翻评价标准(取代时间变量)的新预警算法,通过30°坡道工况行车实验来完成车身倾角的变化数据采集,并拟合算法求得操作反应夹角,应用极限侧翻夹角与操作反应夹角的函数关系来完成坡道临界侧翻夹角的计算。DF304A临界侧翻夹角的分析与计算为其坡道行驶侧翻预警提供角度评判标准,以此来实现坡道临界侧翻预警。同时,对DF304A动态侧翻的稳定性进行研究,完成拖拉机在高速行驶状态下的先期预警和精确预警算法的优化和整合,并提出坡道工况侧翻与动态稳定性侧翻预警相结合的理念。使其实现与坡道工况侧翻预警数据共享,促使其侧翻预警功能更加全面和完善,并能够为驾驶员的行车安全提供保障。