This is a master thesis that details the design of a weight optimized in-wheel transmission system or a Formula Student race car. The KTH Formula Student team has identified that a switch to smaller tires is beneficial for the 2026 season. The purpose of this project is therefore to update the transmission system and wheel package so that the new tires can be implemented. This thesis is done in collaboration with the KTH Formula Student team and its industry partners with the goal producing all documents and CAD models so that manufacturing of the transmission can commence at the conclusion of this project.

The first stage in the development evaluated the previous system and the task that the system must overcome in order to define requirements. The second stage generated transmission combinations that were filtered based on their feasibility, size, transmission ratio and other requirements. Material supplier Ovako, provided fatigue test data for the intended gear material which was used to determine the allowable bending and contact stresses for the load spectrum.A simple KISSsoft model of the transmission was then used to perform a face width optimization on the remaining combinations which allowed them to be sorted by mass to find the ones that were the lightest. A more detailed KISSsoft model was then used to determine the finalcombination for the transmission system. A topology optimization on the planet carrier showed where material could be saved and was used to create a lighter and manufacturable design.

The results of this thesis is a transmission system that fulfills all requirements that can be verified without manufacturing a prototype. Compared to the previous system, a 50% weight reduction was achieved and other changes made possible by this project results in a 13 kg weight reduction for the cars wheel package.

Detta är ett examensarbete som beskriver utvecklingen av ett viktoptimerat transmissionssystem i hjulpaketet för en Formula Student racerbil. KTH Formula Student teamet har identifierat att en övergång till mindre däck är fördelaktig för 2026 års säsong. Syftet med detta projekt är därför att uppdatera transmissionssystemet och hjulpaketet så att de nya däcken kan implementeras. Arbetet genomförs i samarbete med KTH Formula Student teamet och dess industripartners med målet att ta fram alla dokument och CAD modeller som krävs för att tillverkningen av transmissionen ska kunna påbörjas vid projektets slut.

I den första fasen i utvecklingen utvärderades det tidigare systemet samt de uppgifter systemet måste klara, för att kunna skapa en kravspecifikationen. Den andra fasen genererade olika transmissionskombinationer som filtrerades baserat på lämplighet, storlek, utväxling och andra krav. Materialleverantören Ovako tillhandahöll utmattningsdata för det avsedda kugghjulsmaterialet,vilket användes för att fastställa tillåtna böj- och kontaktspänningar för lastspektrumet. En enkel KISSsoft modell av transmissionen användes därefter för att optimera kuggbredden hos de återstående kombinationerna, vilket gjorde det möjligt att sortera dem efter vikt för att hitta de lättaste alternativen. En mer detaljerad KISSsoft modell användes sedan för att fastställa den slutgiltiga kombinationen för transmissionssystemet. En topologioptimering av planetsbäraren visade var material kunde tas bort och användes för att skapa en lättare och tillverkningsbar design.

Resultatet av detta examensarbete är ett transmissionssystem som uppfyller samtliga krav som kan verifieras utan att en prototyp behöver tillverkas. Jämfört med det tidigare systemet uppnåddes en viktminskning på 50% och övriga förändringar som möjliggjorts av detta projekt resulterade i en total viktminskning på 13 kg för bilens hjulpaket.