视频 12-3 2D齿轮齿条实例（1）
要么仿真、要么被打败
现代产品开发对工程师提出了更高要求，传统CAD+设计手册已经无法满足现代设计要求、 应用CAE能有效地对零件和产品进行仿真检测，确定产品和零件的相关技术参数，发现产品缺陷、优化产品设计，并极大降低产品开发成本。在产品维护检修阶段能分析产品故障原因，分析质量因素等。 有限元分析在CAE中运用最广，有限单元法的基本思想是将物体（即连续的求解域）离散成有限个简单单元的组合，用这些单元的集合来模拟或逼近原来的物体，从而将一个连续的无限自由度问题简化为离散的有限自由度问题。物体被离散后，通过对其中各个单元进行单元分析，最终得到对整个物体的分析结构。随着单元数目的增加，解的近似程度将不断增大和逼近真实情况。
结构有限元仿真可以计算结构的应力、应变、计算约束反力、校核强度、刚度和疲劳寿命，是结构设计中重要的组成部分。
下面以一个平面齿轮、齿条结构的有限元仿真为例，说明一下有限元在结构仿真中的应用。
我们要计算的是一个厚度为12mm的齿轮、齿条机构，齿轮需要多大的转矩才能在齿条上形成2500N的推力。
分析要求解的问题，我们可以反过来在齿条上施加一个2500N的推力，在齿轮中添加约束，使其只能进行旋转运动，也可以将齿轮固定，这时齿轮中心处受到的扭矩就是在齿条形成2500N所需要施加的扭矩，另外由于几何模型是等厚度的，我们可以取一个截面进行分析，从而将3D问题转换为2D问题，提高仿真速度。
在工具箱中拖入一个静态结构仿真模块
设置几何模型的属性为2D，注意该步骤需要在导入模型前完成。导入由CAD软件建立的模型，并将其另存为stp中性格式文件，导入到ANSYS中，双击mechanical，打开仿真界面，设置单位为mm、kg
确保模型的仿真属性为平面应力类型仿真
设置厚度为12mm
设置齿轮、齿条接触类型为不分离类型
切换到边选择工具，选择齿轮圆心，并在圆心处插入远程点
在该远程点处设置远程位移约束，设置三个自由度均为0
在齿条边线处设置无摩擦约束，确保齿条受向左的法向支撑
在底边设置作用力为2500N
划分网格后并进行求解，从仿真结果中我们可以查看结构的变形和受力情况，并得到我们所需要的齿轮转矩。
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