隨著環保標準收緊以及消費者對燃效的要求越來越高，汽車制造商需要開發出更輕的組件幫助實現車輛低排放以及高里程。德國福伊特(Voith)公司旗下的Voith Turbo部門專注于開發汽車、軌道列車的液力傳動、制動系統。其認為，達到上述目標的方法之一就是增強變速箱的效率。

　　福伊特公司將材料輕量化作為提升變速箱效率的最重要方法。雖然工程師在開發階段已經盡可能地優化變速箱設計，但他們認為仍然有提升效率的空間。為了優化自動變速箱組件結構，福伊特公司利用FE-DESIGN公司的Tosca Structure軟件進行優化工作。

　　Tosca Structure是一款針對非參數結構優化的模塊化軟件系統。Voith Turbo公司利用這款軟件對變速箱中的行星架組件進行了優化。行星齒輪傳動系統中包含一個或多個外部行星齒輪，圍繞內部中心齒輪旋轉。而該系統本身也可圍繞中心齒輪一同旋轉。

　　從左至右依次為行星齒輪架原始設計、計算機輔助工程設計、軟件設計以及結構精簡后的輕量化設計

　　首先，工程師利用Tosca Structure軟件制定出功能區域和組件連接領域，剩余的空間則被定義為”有效設計空間(available design space)”。在首先確保了組件的功能性和可制造性之后，才對其進行優化設計。通過該方法，行星架上的功能剛度(指軸承的耐久性和每個行星齒輪側面的負載相等)得到了保證。

　　隨后Tosca Structure會自動定義出多余的力通量區域，并在計算機中模擬去除這部分的材料。由于生產過程中的各項標準已經直接設定在軟件中，因此在利用CAD系統優化時可以直接對鑄造參數進行改動。

　　Voith Turbo公司商用車技術負責人Bernd W?hrle表示：”通過Tosca Structure軟件，我們找到了節省材料并提高自動變速箱行星齒輪機構效率的最好方案。”

　　新設計的齒輪架組件相比上一代產品的重量下降了30%。更緊湊的行星架結構意味著在變速箱模具中能夠容納更多的組件，也就是說以相同的鑄造過程生產出更多的鑄造件。

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