变速箱是动力传动系统的关键部件之一,对于变速箱来说,实现结构的轻量化是节约成本、提高性能的重要途径。变速箱箱体作为整体承载的关键结构件,其刚强度将直接影响变速箱工作的可靠性。因此研究变速箱箱体的轻量化技术,保证其可靠性具有重要的研究意义和应用价值。本文利用优化技术和载荷分析技术在箱体结构设计初期对其进行轻量化设计,主要研究内容如下:首先,在研究了国内外结构优化技术现状和理论基础的条件下,提出将载荷分析技术、拓扑优化技术和灵敏度筛选方法相结合的设计思路。利用MASTA软件对传动系统进行精确建模,分析行星轮系的不均载现象,确定行星轮误差参数,对各档位工况进行载荷提取。其次,建立变速箱壳体整体骨架模型并确定设计空间,建立有限元模型,通过Hypermesh软件,利用变密度法定义材料密度的流动规律,进行单工况动载荷条件下的拓扑优化设计。根据设计结果输出箱体三维模型并进行校核。最后利用灵敏度筛选方法和试验设计方法相结合,计算各参数的灵敏度指标和相对灵敏度指标,进行参数筛选,设计均匀试验并对结果进行函数拟合和误差评价,转化为优化问题并求解,最终得到参数优化后的箱体三维模型。通过与拓扑优化后箱体结构对比,模态特性基本一致,强度指标符合材料特性要求,箱体结构质量达64.82kg,符合预期目标。