游 颖， 郭 琪， 姜天翔

(湖北工业大学机械工程学院， 湖北 武汉 430068)

船式耕作机是水田农业动力机械，主要适用于南方水田耕作[1-2]，其将船的外形与拖拉机的驱动进行组合，依靠船体在水中的浮力和驱动轮入土的支撑力承载耕作机总体重力，同时依靠深入土壤的驱动轮产生驱动力，驱动船式耕作机正常耕作。

变速器箱体(简称箱体)是船式耕作机传动系统的重要部件，具有承载性强、防尘密封性、耐腐蚀性和抗干扰性好等特点。不同船型的动力学性能和传动系统空间布置的多样性，导致了箱体结构设计空间的不确定性和箱体轴承座上载荷的复杂性[3-4]。传统的设计方法主要按照经验取值，为了保证箱体工作的可靠性，往往选择留有过多余量，这不仅使得船式耕作机整体结构质量过大，造成材料的浪费，还降低了耕作机的功率密度。本文采用Solidworks和ANSYS等多软件协同的方法[5]，以轻量化为主要优化目标，对某企业船式耕作机变速器箱体进行结构优化与轻量化处理，达到减轻船体质量、提高船式耕作机工作性能的目的。

1 轻量化设计

轻量化的研究主要包括三个方面[6-7]：1)采用轻量化设计技术；2)应用轻量化材料技术；3)使用轻量化制造技术。其中，轻量化设计技术是龙头，轻量化材料技术是基础，轻量化制造技术是纽带。三者之间相互促进和补充，共同将轻量化潜力拓展到最大。

轻量化设计技术包含拓扑优化、尺寸优化、形状优化、参数优化、单目标优化和多目标协同优化。……