近年来国外装载机及国内高配置的装载机传动系方面的发展趋势是变速器大多为电液控制动力换档定轴式变速器,其可靠性高、寿命长、通用性好。然而其高端技术和市场目前均为国外企业所垄断,国内只是对国外变速器进行简单的仿制,且制造出的变速器达不到原变速器的性能。为了避免设计的盲目性,并为新变速器的设计提供指导,本文利用有限元和模态试验技术对某型号定轴变速器进行静动态特性分析,并对变速器箱体进行了优化设计。　　 首先,利用ANSYS Workbench建立了变速器箱体的有限元模型,之后对其进行静力分析和自由模态分析;为了验证有限元模型的有效性,进一步对箱体进行了模态试验;用之前的有限元自由模态分析得到的模态参数来指导模态试验参数设置,并用Mescope对试验数据进行处理得到箱体的试验模态参数;有限元模态参数和模态试验模态参数吻合,证明了所得模态参数的正确性和有限元模型的有效性。　　 其次,为了更准确的评价变速器的动态特性,必须将实际工作中各零部件间的影响考虑在内,因此利用ANSYS Workbench建立了变速器总成的有限元模型,提取出变速器总成前四后三共七个档位的固有频率和振型;提出了利用变速器载荷谱计算齿轮啮合频率的方法;对比齿轮啮合频率和变速器固有频率,并结合实际使用条件,结果显示变速器的动态特性良好,与实际相符。　　 最后,结合变速器箱体的结构特征提出了分块优化的方法。对每块进行有限元静力和模态分析,之后以分析结果为约束、以体积最小化为目标,利用OptiStruct建立其拓扑优化模型;根据拓扑优化后的密度云图,建立其实体模型,并进行有限元分析;分析结果和原结构的分析结果相似,证明了优化结果的合理性。之后根据每块的优化结果建立新箱体的实体模型,并利用ANASYSWorkbench建立新箱体的有限元模型,对其进行静力和模态分析;对比新箱体和原箱体的分析结果,可知两种结构的性能是相似的,证明了箱体优化的合理性。