https://www.youtube.com/watch?v=rcQaI6FX6tM
그냥 나선형 기어가 아니고 로그 나선 (등각나선)
기어는 나선형 으로 연속해서 연결시켜 돌리면 기어비가 바뀌는데 최고->최저로 줄다가 다시 갑자기 최고로 올라가면서 과정을 반복한다. 이론적으로 기어는 반경이 같다면 다음기어에서 역회전을 하고 기어비도 역으로 바뀌기 때문에 똑같은것 같지만 로그나선의 문제때문에 서너개정도의 기어들이 증폭과정을 일으키고 끝에서의 속도가 역전달되는 과정이 일어난다.
프레임 단위로 봤는데
중간 프로토 타입 기어가 회전이 더 스무스 하다. 관측하기 좋다.
잘보면 힘의 전달은 기어비가 최대가 될때 순간적으로 일어나는것 처럼 보인다. 이러한 현상은 전체적이 아니라 부분적으로 일어나면 앞으로 전달된다.
가운데 1번 기어가 돈다 초기 상태에서 이미 2번기어와의 기어비는 최대 상태이다. 따라서 2번기어가 빠르게 돌고 3번기어가 곧 최저에서 최고기어비로 바뀐다.
3번-4번기어가 최대 기어비로 바뀌면서 4번기어가 빠르게 돌고 곧 5번기어와 최대 기어비로 연결될것이다.
.이미 6번기어의 속도가 상당하다. 5,6,7이 동시에 도는것 같은 그림이다. 7-8번기어도 최대기어비로 들어갔고 9번기어가 10번기어와 결합하기 전이다.
14번 기어를 거처 마지막 기어가 돌았다.
재미있는건 이때 부터다. 잘보면 앞쪽기어는 최대 기어비에서 멈춰있다. 이제 마지막 n기어에서 n-1기어로 힘이 전달된다. 전달후 최대 토크 때문인지 멈춰버리지만 순차적으로 전달된다.
최대기어비쯤에서 토크에 멈춘 뒷쪽 기어들은 이미 멈춰있지만 힘이 가운데로 전달되고 맨 앞까지 전달된다. 잘 보면 5~6개 정도의 기어만 돈다.
이제 다시 첫번째 기어가 돌기 시작한다. 2번째 기어가 3번째기어와 최대기어비로 연결되면서 다시 순방향 으로 힘이 전달될것이다.
고찰: n+1번째 기어는 n번째와 역방향으로 돌기 때문에 기어비가 상쇄 될것 같은데
톱니바퀴는 1,3,5,7 홀수 순으로 시계반대방향으로 돕니다. 이건 중요하지 않습니다. 문제는 초기 상태 기어비는 대략 3:1로 되어 있어 첫번째 기어가 돌아도 마지막 기어는 3-18승으로 거의 안돌게 되죠
마지막에서 2번째 기어가 좀 튀어 나와 있죠 이게 나중에 헛돌게 되는게 큰문제는 없습니다.
그런데 회전하다보면 기어비가 바뀝니다. 이상태는 첫번재 기어가 힘에 붙여 잘 안돌아가는 순간인데요 첫번째 2번째는 대략 1:1이지만 2번째부터는 1:2로 정도로 큰기어가 작은기어를 돌리는거죠 맨마지막에서 3번째가 좀 위치가 잘못되어 현재는 헛돌지만 곧 탁소리가 나면서 최대 기어비로 바뀝니다.
슬슬 돌기 시작합니다.3번째 기어가 현재는 기어비 최저치인데
갑자기 최대치로 바뀌기 시작합니다.
그럼 4번째 돌기시작하면서 5번째와 1:1로 되고
이제 5번째에서 6번째로 최대 기어비가 들어갑니다. 벌써 6번째 기어가 회전하기 시작합니다.
이제 8번째 9번째 기어가 회전을 빨리하기 시작햇구요
10,11번째 기어가 빨리 도네요 11번째는 홀수 이므로 시계방향으로 돌기 때문에 12번째와의 기어비는 최저입니다.
벌써 14번째 15번째 기어가 돌고 있네요 잘보시면 첫번째 2번째 기어의 위치는 거의 변함이 없습니다.
다행히 이제 마지막 기어까지 회전력이 전달되었고 마지막 기어가 제일 빨리 돌지만 첫번째 기어가 받는 토크는 어마어마하겠죠 실제 첫번째 기어는 이때 힘들어 합니다. 이제 맨마지막 기어를 보세요 조금 있으면 가장 거리가 짧은 기어가 끝나고 n-1 기어와 헛바퀴를 돌기 시작하지만 속도는 그대로이기 때문에 n-1번째 기어를 때립니다.
그런데 마지막 n번째 기어와 n-1번째 기어의 비가 역전하면서 토크가 풀리게 되고 속도가 점점 앞쪽기어로 전달됩니다만 지금은 중간 지점의 기어가 빨리돌죠. 중간지점까지 힘이 전달되었네요 전달되자 마자 기어비가 역전하니가 서버립니다.
기어 정렬을 잘하면 계속 순환하면서 잘될것 같은데 초기 상태가 틀어져 반복하지 못하네요. 초기 기어 위치를 잘 튜닝하면 될것 같기도 합니다.
1에서 n번째로 이동하면서 기어비가 1:3에서 3:1로 변경는 시간이 빨라지면서 마지막까지 가면 그 최대 속도가 다시 역으로 전달되면서 최대 기어비로 속도가 가속되자 마자 토크의 문제로 서버리면서 힘이 전달되네요 역전되면서 기어가 멈추는것 처럼 보이네요