尝试说清楚AOE和打齿之间的看法

峰海 · 发表于 2023-7-14 13:27:12

字比较多，所以先说结论：

AOE，angle of engagement，指拉桥齿和天梯的第一齿在首次咬合位置时两个齿之间的咬合角度。本文中特指现在流行的让天梯的停止位置后移、使AOE处于拉桥齿第一齿大致垂直向上的调整方案。
1、这种AOE调节的目的，是为了提高系统能效，与防打齿无关
2、这种AOE调节不但不能缓解打齿，还会不可避免的增加打齿风险
3、对于不追求极限能耗的改造来说，最好尽量避免这种AOE调节
4、从防打齿角度，应该用其他适用的方式调整AOE

一、首先说说AOE调节的改造方法是怎么产生的。
记忆里国内玩具圈开始流行AOE调整是在大约2004年左右，起源于油管上（那时油管还没被墙）老外发布的一个关于AOE调整的原理讲解视频。视频里提出了：让AOE处于拉桥齿第一齿大致向上时，可以使天梯被拉动时的力矩变小，从而减少无效能耗、有助于提高射速和减少天梯受到的冲击力。
由于当时的玩具圈高射速改造硬件还很不发达，高速电机只有老马、CA、西施她妈的寥寥几款而且价格不菲渠道有限，国产平价电机只有一款烈火，锂电也还没有普及，性能也远远没有现在暴力，很多人还在用9.6V的镍镉，而高射速的改造又通常是三位数的弹簧起步.....这一切导致当时的高射速改造理念和现在完全不同，那时最注重的是在极为有限的硬件条件下如何尽量减少系统能耗从而提高射速上限，所以AOE的理念很快被广为接受和深入人心。即使之后硬件条件改善了，AOE也作为一种习惯和记忆长久保留下来了。
由此可见，从原理上说，AOE调整的目的是通过调整咬合角和力矩，提高系统能效，与防打齿没有任何关系，其实也没有任何正面作用。

二、AOE的调整会大幅度增加打齿风险
在波箱的原始设计中，其实已经可以保证在射速提高到一定限度以内，不会发生打齿。也就是说，在原厂AOE状态下，只要静态模拟时天梯齿与拉桥齿不发生错位，在天梯复位速度正常时就不大容易出现打齿。

由上面的图很容易看出，如果在原厂打齿风险较小的AOE状态下把天梯的停止位向后移动到齿间咬合力矩最小的AOE位置以后，拉桥齿第一齿在接触天梯第一齿之前，必然会先撞到天梯第二、甚至第三齿而发生打齿。

所以为了避免调整AOE后几乎是必然会出现的打齿，只能切天梯齿第二齿来给拉桥齿让位，这就是13齿、13.5齿天梯诞生的由来。

三、上面的分析可以看出，如果原厂的AOE设计不出错，打齿风险是较小的。如果此时依然因为射速提高而造成天梯复位速度的“相对减慢”而打齿，则与AOE或者说天梯停止位置完全无关，也无法通过调AOE来解决，只能通过直接或间接提高天梯复位的“相对速度”来解决，别无他法。
所以，如果不是明确的为了提高能效、为了提高微量的射速为改造目的，一般来说完全没有必要去通过“寻求最小力矩的咬合角”来改变AOE。单纯从防打齿的角度说，这有害无益。
仅仅从我个人喜好来说，以现在的硬件条件而言，为了提高一点理论上的能效收益、减小天梯受冲击和被向上顶起串动，而去调整AOE而带来大幅度增加打齿风险，风险和收益是有点不太成比例的。

四、原厂AOE是不是绝对没有打齿风险呢？当然不是。所以，也需要用一定合理的方式来解决原厂AOE状态下的打齿风险。
如果单纯从防打齿角度看，这种AOE才是风险最小的。

也就是说，发生首次咬合时拉桥齿和天梯齿的重合面（两组齿在投影面上的重合长度）应该尽量小，确保天梯第二齿不要进入拉桥齿第一齿转动涉及的扇面以内。通俗说，就是在齿轮能保证挂上天梯的前提下，天梯的停止位越靠前，则打齿风险越小。

所以，在原厂基础上，可能出现增大打齿风险的情况主要包括：
1、原厂设计不良，导致天梯总成偏短，造成天梯停止位偏前而使拉桥齿不能确实挂上天梯第一齿，所以需要拍头前垫东西，稍稍微调使天梯停止位后移回到合适位置。不过这种情况非常少见。
2、使用了偏长的补品天梯，或者安装了过厚的补品拍头，使天梯总成的总长度大于原厂总长，造成天梯停止位过于靠后。这种情况下就需要设法缩小天梯总成的长度，这就是超薄拍头和短版天梯诞生的由来。在不使用特殊改件的情况下，通常可以通过适度磨短天梯头部或者磨薄拍头厚度来解决。

由上可见，真正为了避免打齿而做的AOE调整，多数情况是考虑让天梯停止位能前移，这和现在流行的在拍头前垫东西让天梯后移，是恰恰相反的。让天梯停止位后移的AOE调整，会首先大幅度增大打齿风险，然后再回头去想办法在此基础上减少打齿风险，如果单纯从防打齿的角度说，有点是在折腾自己了。

个人愚见，欢迎讨论，如有错误敬请指正。

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