在進行齒輪建模過程中，要求一對齒輪副的兩個齒輪幾何體之間不能存在干涉，否則會引起齒輪副嚙合不平穩、沖擊載荷大等問題，如下圖所示。

干涉導致的齒輪嚙合力非常大，使齒輪運行不穩定。

為了避免這個問題，在Simpack中進行齒輪建模時一般都需要手工把齒輪幾何體的位置確定，使幾何體之間不干涉，主要有以下兩種方法：

（1）    修改齒輪幾何體位置

在齒輪幾何體建模屬性對話框中，修改Initial gearangle參數的值，實現兩個齒輪不干涉。

 

（2）    修改齒輪鉸接的初始位置

通過設置齒輪鉸接（通常是旋轉鉸接）的Pos.值，使該齒輪部件旋轉一定角度，實現兩個齒輪幾何體之間不干涉狀態。

 

可以看出上述兩種方法都需要手工輸入精確的角度位置值，如果是直齒輪，肉眼很容易判斷還比較容易，對于斜齒輪、錐齒輪等，很難通過肉眼識別來輸入準確的數值。

 

為了解決初始條件這類的問題，Simpack 2018x新增加了initial Condition初始條件功能。支持Marker、Connection、Spring/Damper、Gear、Shaft等類型的初始條件分析。 

 對于齒輪模型，要求選擇類型是Gear。支持Gear Primitives和Gear Force Element兩種輸入類型。

按照兩種方式，分別輸入相應的參數，如下圖所示。這兩種方式的功能和結果是完全相同的。

  

點擊上面對話框中的Apply Initial Condition按鈕，或者點擊求解器工具欄上的按鈕，進行初始條件分析。

 

 

分析結果，原來干涉的齒輪幾何體自動調整為不干涉的齒輪幾何體狀態。

 

通過檢查齒輪的鉸接發現，分析的原理是系統自動修改了其中一個鉸接的初始位置數值。

 

該initial Condition命令也支持其它類型的初始條件分析，如Marker、彈簧阻尼器、連接等，具體請查看幫助文檔說明。

注意：Simpack2018版本也有initial Condition功能，但是其不支持齒輪初始條件分析。該版本僅支持Marker和Connection兩種建模元件類型的初始條件分析，如下圖所示。也就是說，如果想實現齒輪初始條件分析，必須使用Simpack 2018x及以上版本。

作者： 馬璐 

來源：MBD之家