采伐机的排放差、能耗高、能源的利用率低等,在当今紧缺化石能源和环境日益恶化的情境下,研究采伐机的节能技术具有非常重大的现实意义。采伐机的动力系统中普遍采用"全燃油"方式,而且国内的采伐机大多数是直接引进国外产品,受到我国丘陵地区复杂地形的影响,动力性能上会受到制约,导致运行工况不稳定、整机振动大。本文取消了"全燃油"方式,采用串联混合动力系统方案,探讨了混合动力采伐机的模型,研究了采伐机结构强度,分析了采伐机行驶的稳定性。本文的研究方法和结果如下:1.根据南方丘陵地区的自然地形情况,提出了采伐机的基本性能要求,并采取八只轮子、混合动力技术措施。经过国内外的机型探讨,分析国内外采伐机的结构形式,最终确定混合动力采伐机参考模型,提出了采伐机底盘的基本尺寸参数。2.通过对比不同混合动力系统布局,确定出最终的布局方案,对动力部件进行匹配与选型;借助AVL Cruise软件对比分析混合动力系统和传统动力系统,表明混合动力采伐机性能优于传统采伐机,验证了所设计的混合动力系统是可行的。3.根据第四强度理论和材料的挠度分析,提出车架的强度和刚度的评价准则。借助HyperWorks软件对车架的两个典型工况进行静力学分析,得到车架的最大应力值和最大变形量都低于评价准则。分析车架不同姿态的自由模态,对比计算出评价准则,表明车架能很好的避开共振频率,验证了车架设计的合理性和可靠性。4.利用轮胎与土壤深陷和附着关系,计算出采伐机底盘越障的极限高度;借助ADAMS软件验证采伐机越障的极限高度;借助拉格朗日方程推导出采伐机振动系统的运动微分方程,设置不同系数和运行速度,研究混合动力采伐机质心处的加速度和垂直位移的运动规律,得出最有利于采伐机底盘行驶的条件。5.利用Fischertechnik公司的机器人构建部件,搭建采伐机底盘的简化模型,研究采伐机底盘简化模型以相同速度运行在光滑瓷砖路面、细砂石路面和粗沥青路面的振动情况,以不同速度运行在粗沥青路面的振动情况,验证了前文对采伐机底盘分析的可行性。借助动力学理论和软件仿真手段,设置不同参数的对比分析,提高了南方丘陵地区混合动力采伐机底盘的动力性能,实现了节能减排的目的,保证了结构的强度,提升了行驶的稳定性。同时,验证了混合动力采伐机底盘模型的可行性,探索了适合我国南方丘陵地区混合动力采伐机底盘设计和分析方法,为今后开发新的林业机械底盘的研究提供了借鉴。