在道路运输状态下,悬挂农具对拖拉机+悬挂农具系统的行驶平顺性和安全性的影响很大,当拖拉机+悬挂农具系统以较高的速度在粗糙的乡村道路上行驶时,由于拖拉机+悬挂农具系统的剧烈振动,以及悬挂农具引起的导向轮静载荷减小,导致拖拉机操纵稳定性变差,容易引发事故。为减小运输状态下拖拉机+悬挂农具系统的振动,有必要对拖拉机+悬挂农具吸振系统进行设计,而研究拖拉机+悬挂农具系统的振动特性是设计悬挂农具吸振系统的基础。因此,研究悬挂农具对拖拉机+悬挂农具系统振动特性的影响,设计用悬挂农具作为消振器的拖拉机主动减振装置,对提高拖拉机的乘坐舒适性和行驶安全性具有重要的理论意义和工程应用价值。本文以常发CF700型拖拉机(常发集团)为研究对象,在理论分析的基础上,用仿真和试验相结合的方法,研究了在道路运输状态下悬挂农具对拖拉机+悬挂农具系统振动特性的影响,对拖拉机+悬挂农具吸振系统进行设计,理论分析了拖拉机+悬挂农具吸振系统的振动特性,研究了不同刚度和阻尼组合下的拖拉机+悬挂农具吸振系统的振动特性,对悬挂农具吸振系统刚度和阻尼参数进行优化,验证了悬挂农具吸振系统可以改善拖拉机的振动特性。所完成的主要工作及取得的研究结论归纳如下:1.以常发CF700型拖拉机为研究对象,建立拖拉机+悬挂农具系统空间振动微分方程,用理论计算的方法获得拖拉机+悬挂农具系统的结构参数、质量属性参数和轮胎参数。对系统的振动特性进行分析,推导出系统固有频率计算公式,得到系统固有频率变化曲线,推导出系统的频率响应函数,得到系统质心垂向振动、绕质心俯仰振动和绕质心侧倾振动相对于前、后轮激励的幅频特性曲线,推导出座椅安装处垂向、俯仰和侧倾三个方向的加速度理论计算公式和轮胎动载荷系数计算公式。对系统的危险行驶速度进行研究,推导出系统危险行驶速度计算公式,得到不同悬挂农具质量下的危险行驶速度。2.建立了农村土路和100米较平滑国标跑道两种路面激励模型,用轮胎滚动法获取农村土路路面的随机高程,对测量数据进行处理得到农村土路路面和]00米国标跑道的不平度以及位移功率谱密度。在整个空间频率范围内,长波对应的功率谱密度峰值明显要大于短波,表明长波对应的道路轮廓高程幅值较大,短波处的道路轮廓高程幅值较小,道路轮廓高程幅值能量主要是由长波决定的,在0.04m-1到1.1m-1较低的空间频率范围内,PSD曲线的峰值很明显。由于簧载质量具有较低的固有频率,短波对应的激励(高频输入)可以有效的被隔离出来,而长波对应的激励(低频输入)容易引起拖拉机的共振。农村土路路面和100米国标路面相当于道路分级标准中的D级路面。3.建立了拖拉机+悬挂农具系统3自由度振动仿真模型,仿真研究了不同行驶速度下悬挂农具质量对系统振动特性的影响,研究结果表明:系统质心三个方向振动的加速度功率谱密度的峰值频率即为各个方向对应的固有频率。当行驶速度相同时,垂向振动加速度均方根值、俯仰振动角加速度均方根值和侧倾振动角加速度均方根值均随悬挂农具质量的增大而减小。垂向振动加速度从2.716m/s2减小到1.064m/s2,俯仰振动角加速度从2.578m/s2减小到0.907m/s2,侧倾振动角加速度从2.658m/s2减小到0.981m/s2。当行驶速度相同时,前轮动载荷系数随悬挂农具质量的增大而增大,从0.076增大到0.353。与前轮动载荷系数相比,后轮动载荷系数小的多,当行驶速度较低时,动载荷系数随悬挂农具质量的增大略有减小,从0.058减小到0.045;当行驶速度较高时,动载荷系数随悬挂农具质量的增大而增大,从0.058增到0.194,且速度越快,动载荷系数随悬挂农具质量增大而增大的越明显。4.构建了拖拉机+悬挂农具振动测试试验系统,测取多个测点处的加速度时域信号,对数据进行处理得到系统质心加速度功率谱密度、座椅安装处的加速度均方根值和轮胎动载荷系数,试验结果表明,悬挂农具质量对拖拉机+悬挂农具系统振动特性的影响规律与仿真结果是一致的,座椅安装处的加速度均方根值和轮胎动载荷系数试验结果均比仿真结果偏大,座椅安装处的加速度均方根值试验与仿真结果相对误差最大值为15.55%,最小值为0.80%,轮胎动载荷系数试验与仿真结果相对误差最大值为20%,最小值为0%,都在可接受的范围内,具有较好的一致性,验证了研究结果的可靠性。5.对拖拉机+悬挂农具吸振系统进行设计,建立了拖拉机+悬挂农具吸振系统理论模型,推导出频率响应函数、座椅安装处加速度均方根值和轮胎动载荷计算公式。6.确定了悬挂农具吸振系统刚度和阻尼的取值范围,建立了带悬挂农具吸振系统的拖拉机振动仿真模型,仿真分析悬挂农具吸振系统刚度和阻尼对振动响应的影响,基于遗传算法建立了以座椅安装处垂向加速度、座椅安装处俯仰角加速度、前轮动载荷系数和后轮动载荷系数为指标的多目标优化数学模型,对悬挂农具吸振系统刚度和阻尼参数进行优化。优化后,座椅安装处垂向加速度、座椅安装处俯仰角加速度、前轮动载荷和后轮动载荷均有不同程度的减小,拖拉机的乘坐舒适性和行驶安全性得到了一定程度的改善。