初始条件分析用于避免齿轮几何干涉（更新版）
之前发过一篇文章 使用初始条件分析避免齿轮几何干涉，有些读者看完后还是不能正确操作，今天重新整理了内容，希望对大家有用。
在进行齿轮建模过程中，要求一对齿轮副的两个齿轮几何体之间不能存在干涉，否则会引起齿轮副啮合不平稳、冲击载荷大等问题。齿轮干涉会导致非常大的啮合力，使齿轮运行不稳定。为了避免这个问题，在Simpack中进行齿轮建模时，一般都需要手动修改齿轮几何体的初始角度或者这个齿轮部件铰接的初始位置，使几何体之间不干涉。但是上述使用肉眼观察的方法，需要用户尝试输入不同的数值，直到肉眼观察没有干涉为止。这样操作不是很准确，特别是对于斜齿轮、锥齿轮，无法输入精确的数值。为了解决齿轮啮合等这类的初始条件问题，推荐使用Initial Condition初始条件分析功能。
点击工具栏上的Create Initial Condition按钮，可以创建初始条件，支持Marker、Connection、Spring/Damper、Gear、Shaft等类型。注意：建好初始条件元件后，必须点击Apply Initial Condition按钮，应用这些建立的初始条件，初始条件才能起作用。建立含有2个齿轮副力元的模型，如下图所示。齿轮副的两个齿轮几何体之间有明显的干涉。对于齿轮模型，要求选择类型是Gear。支持Gear Primitives和Gear Force Element两种输入类型。按照两种方式，分别输入相应的参数，如下图所示。这两种方式的功能和结果是完全相同的。在模型中分别为两个齿轮副力元建立两个初始条件元件。下面讨论齿轮部件使用不同约束的情况下，如何使用初始条件分析得到正确的结果。模型中3个齿轮部件都使用铰接Joint建模且只有一个旋转自由度，例如使用Type 3: Revolute ga类型。这个工况，应用初始条件分析后，模型中的齿轮会直接旋转到正确的位置，如下图所示。齿轮传动系建模时为了获得齿轮的振动，需要释放齿轮部件的自由度。通常是使用6自由度的铰接连接，例如15号或20号铰接，并使用衬套或轴承力元用于支撑。这个工况应用初始条件分析后，通常是得不到正确的结果的。例如，齿轮可能绕其它轴旋转，齿轮的位置可能发生了平移，这都不是正确的结果。产生这个问题的原因是齿轮部件的自由度没有约束，可以在6个方向上发生运动。解决办法是：先对每个齿轮部件施加Constraint约束元件，限制齿轮部件的自由度；获得正确的齿轮啮合位置后，再删除或失效这些约束元件。该模型齿轮是绕z轴旋转，对每个齿轮施加一个约束元件，如下图所示。约束元件设置完成后，应用初始条件分析，即可得到正确的齿轮啮合位置。不要忘了把施加的约束元件删除或者失效。还有另一种建模方法，即不使用Joint和Constraint，而使用Connection元件进行建模。Connection元件包含Joint和Constraint功能，对建模数量没有限制，并有自己的优点，如可以设置运动副的限位。删除模型中的Joint和Constraint后，分别为3个齿轮部件创建3个连接，没有约束自由度，每个齿轮部件都保持6个自由度。 然后，对每个连接分别建立一个初始条件元件，该初始条件约束了该连接只能绕z轴旋转，其它方向自由度都被约束了。（初始条件不支持对Joint元件，所以不能对Joint元件施加初始条件）
