Шестерня, дюймы

Дюймы передач — это британская мера, соответствующая диаметру в дюймах велосипеда ведущего колеса за пенни-фартинг с эквивалентной передачей ( с прямым приводом ). Обычно используемая метрическая альтернатива известна как метры развития или расстояние выкатывания , которое определяет, сколько метров велосипед проезжает за один оборот рукоятки.

В отличие от передаточного числа, которое является относительной мерой передачи велосипеда, показывающей механическое преимущество различных передач, которое в сочетании с диаметром колеса определяет, насколько далеко велосипед продвигается за один оборот педали или кривошипа .

Типичные передаточные числа на велосипедах варьируются от очень низкой или легкой передачи около 20 дюймов передачи (1,6 метра на оборот), средней передачи около 70 дюймов передачи (5,6 м) до очень высокой или тяжелой передачи около 125 дюймов передачи (10 м). Как и в автомобиле, низкая передача предназначена для движения в гору, а высокая — для быстрого движения.

Происхождение термина «зубчатые дюймы»

Когда велосипед с высоким колесом или пенни-фартинг был «обычной» формой велосипеда, сравнительный диаметр ведущего колеса в дюймах был показателем относительной скорости и усилия. 60-дюймовое колесо приводило в движение велосипед быстрее, чем 50-дюймовое колесо, если оба колеса вращались с одинаковой частотой вращения . Технология высоких колес наложила естественный предел: 60-дюймовое колесо было максимальным размером, на котором можно было оседлать ноги обычного размера. Когда «предохранители» заменили «обычные», цепи и звездочки позволили маленьким колесам вращаться быстрее, чем проворачивается педаль. В результате 28-дюймовое колесо могло двигать велосипед с той же скоростью, что и 60-дюймовое колесо. Тогда говорили, что такой велосипед имеет передачу на 60 дюймов и крутится педалями так же, как обычный велосипед с 60-дюймовым колесом. Таким образом, на велосипеде с передачей 72 дюйма за один оборот педалей велосипед продвигается на расстояние, на которое 72-дюймовое колесо продвинулось бы за один оборот.

Вычисление дюймов шестерни

Дюймы зубчатой передачи выражают передаточное число через диаметр эквивалентного колеса с прямым приводом и рассчитываются следующим образом:

{\text{gear inches}}={\text{drive wheel diameter in inches}}\times {\frac {\text{number of teeth in front chainring}}{\text{number of teeth in rear sprocket}}}

Эта формула предполагает, что любая ступичная шестерня находится в режиме прямой передачи. Для других передач необходим дополнительный коэффициент (во многих онлайн-калькуляторах передач эти коэффициенты встроены для обычных ступичных передач).

Для простоты «дюймы зубчатой передачи» обычно округляются до ближайшего целого числа.

Например, предположим, что диаметр ведущего колеса на самом деле составляет 26 дюймов. Если передняя и задняя звезды имеют одинаковое количество зубьев, один поворот педалей приводит к ровно одному повороту ведущего колеса, как если бы педали непосредственно приводили в движение ведущее колесо. Говорят, что эта комбинация шестерен и колеса составляет «26 дюймов шестерни». Если передняя звезда имеет 48 зубьев, а задняя — 24 зубца, то каждый оборот педалей производит два оборота заднего колеса. Это эквивалентно увеличению размера ведущего колеса вдвое; то есть это как велосипед с прямым приводом и 52-дюймовым колесом. Говорят, что эта передача имеет размер «52 дюйма».

Велосипед с 26-дюймовым колесом, 48-зубчатой передней звездой и кассетой с числом передач от 11 до 34 зубьев имеет низшую передачу 26×48/34 = 37 дюймов передач и высшую передачу 26×48/11. = 113 дюймов шестерни.

Для велосипедов с колесами 700c некоторые велосипедисты указывают передачи в дюймах исходя из номинального диаметра колеса 27 дюймов, что соответствует старому британскому размеру шин 27 x 27 дюймов. 1 + 1 ⁄ 4 дюйма (ETRTO 630). Строго говоря, диаметр качения колеса 700c может быть значительно больше или меньше 27 дюймов в зависимости от размера шины, например почти 27,5 дюйма для шины 700x38 или чуть больше 26. " для шины 700х20. Это может стать источником некоторой путаницы при сравнении передач, если не ясно, были ли рассчитаны дюймы шестерни с использованием фактического размера колеса или общепринятых 27 дюймов.

Один из способов оценить диаметр колеса — прибавить к диаметру обода двойное номинальное поперечное сечение шины. Например, рассмотрим шину размером 700c × 23 мм , номинальное поперечное сечение которой составляет 23 мм. Колеса 700c имеют диаметр обода 622 мм. Следовательно, диаметр колеса равен (2 × 23 мм) + 622 мм = 668 мм , что равно 26,3 дюймам (округлено до 1 десятичного знака). 26-дюймовые колеса горного велосипеда имеют диаметр обода 559 мм. При этом игнорируются факторы, влияющие на фактический радиус качения шины и обода вместе: вертикальное отклонение шины над пятном контакта и разница между заявленным производителем размером и фактическим радиусом шины в смонтированном и накачанном состоянии.

Дюймы передач вместе с частотой вращения педалей можно преобразовать в скорость следующим образом:

{\text{speed in mph}}=({\text{gear inches}}\times {\text{π}}){\frac {\text{inches}}{\text{revolution}}}\times {\text{cadence}}{\frac {\text{revolutions}}{\text{minute}}}\times {\frac {\text{1 mile}}{\text{63,360 inches}}}\times {\frac {\text{60 minutes}}{\text{1 hour}}}

{\text{speed in mph}}={\text{gear inches}}\times {\text{cadence in rpm}}\times {\frac {\text{π}}{1056}}

{\text{speed in mph}}{\text{ ≈ }}{\text{gear inches}}\times {\text{cadence in rpm}}\times {\frac {1}{336}}

Связь с измерителями развития

Расстояние выкатки , также известное как метры развития , представляет собой измерение, которое определяет, сколько метров велосипед проезжает за один оборот рукоятки. Его можно рассчитать по формуле:

{\text{development}}={\text{drive wheel circumference in metres}}\times {\frac {\text{number of teeth in front chainring}}{\text{number of teeth in rear sprocket}}}

или эквивалентно:

{\text{rollout distance}}=\pi \cdot {\text{drive wheel diameter in metres}}\times {\frac {\text{number of teeth in front chainring}}{\text{number of teeth in rear sprocket}}}

Таким образом, дюймы зубчатой передачи и ее развитие различаются в π раз, умножая перевод британских единиц в метрические. Для перевода зубчатых дюймов в метры выработки умножьте на 0,08 (точнее: 0,0254π).

Примеры расстояний выкатки

В следующей теоретической таблице указано количество пройденных метров за один оборот педали для типичной комбинации обода 622 мм (700C) с шиной 23 мм. На практике результат будет зависеть от профиля шины и других факторов.

622/23 (700/23), комбинации числа зубьев у кассеты и кривошипа
Рукоятка Кассета	40	41	42	43	44	45	46	47	48	49	50	51	52	53
10 ( микро )	8.39	8.60	8.81	9.02	9.23	9.44	9.65	9.86	10.07	10.28	10.49	10.70	10.91	11.12
11	7.64	7.83	8.02	8.21	8.39	8.58	8.77	8.96	9.15	9.34	9.55	9.74	9.93	10.12
12	6.99	7.18	7.35	7.51	7.70	7.87	8.04	8.23	8.39	8.56	8.75	8.92	9.09	9.28
13	6.46	6.61	6.78	6.95	7.09	7.26	7.43	7.60	7.74	7.91	8.08	8.23	8.39	8.56
14	6.00	6.15	6.30	6.44	6.59	6.74	6.90	7.05	7.20	7.35	7.49	7.64	7.79	7.95
15	5.60	5.73	5.88	6.02	6.15	6.30	6.44	6.57	6.72	6.86	6.99	7.14	7.28	7.41
16	5.25	5.37	5.52	5.65	5.77	5.90	6.04	6.17	6.30	6.42	6.57	6.69	6.82	6.95
17	4.93	5.06	5.18	5.31	5.44	5.56	5.69	5.79	5.92	6.04	6.17	6.30	6.42	6.55
18	4.66	4.78	4.89	5.02	5.12	5.25	5.37	5.48	5.60	5.71	5.83	5.94	6.06	6.17
19	4.43	4.53	4.64	4.74	4.87	4.97	5.08	5.18	5.31	5.41	5.52	5.62	5.75	5.86
20	4.20	4.30	4.41	4.51	4.62	4.72	4.83	4.93	5.04	5.14	5.25	5.35	5.46	5.56
21	3.99	4.09	4.20	4.30	4.41	4.49	4.60	4.70	4.81	4.89	4.99	5.10	5.20	5.29

Правила

Вплоть до 2023 года UCI ограничивал юниоров дистанцией выката 7,93 метра (~ 99 дюймов на передаче). ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}

Некоторые национальные федерации велоспорта ограничивают дистанцию катания для юных гонщиков. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}

Например, до 2023 года обычная младшая передача имела 52 зубца на самом большом кольце кривошипа и 14 зубьев в качестве самой тяжелой передачи, доступной на заднем колесе. ^{[ 5 ]} В сочетании с колесом 700c (диаметр 622 мм) и шиной диаметром 23 мм (что примерно добавляет 2×23 мм к диаметру колеса) это дает приблизительный диаметр 0,645 метра (в зависимости от различных факторов, таких как давление воздуха, шина и обода), в результате чего расчетное расстояние выкатывания составит: π ⋅ 0,668 м ⋅ 52 ⁄ 14 ~ 7,53 м

Отношение к коэффициенту выигрыша

И «дюймы передачи», и «метры разработки» связаны с расстоянием, пройденным за один оборот педалей, и в конечном итоге являются способами указания на механическое преимущество трансмиссии, но ни один из них не учитывает длину шатуна, которая может варьироваться от велосипеда к велосипеду. Шатун представляет собой рычаг. Если два велосипеда имеют разную длину шатунов, но в остальном одинаковы, более длинное плечо рычага дает большее механическое преимущество. Чтобы принять это во внимание, Шелдон Браун предложил систему измерения передач, называемую передаточным числом , которая рассчитывается как расстояние, пройденное велосипедом, деленное на расстояние оборота оси педали за один оборот рукоятки. Он утверждал, что у него также есть то преимущество, что он безразмерен .

См. также

Ссылки

^ Адам Беккет (23 июня 2022 г.). «Конец юниорской передаче? UCI избавляется от правил, ограничивающих коэффициенты для детей младше 18 лет» . Cyclingweekly.com . Проверено 20 февраля 2023 г.
^ «Правила UCI по велоспорту — шоссейные гонки, часть 2» (PDF) . Международный союз велосипедистов. 01.01.2023. п. 20. Архивировано из оригинала (PDF) 20 февраля 2023 г. Проверено 20 февраля 2023 г.
^ ( Регламент соревнований по шоссейным гонкам PDF ) (на немецком языке). Федерация велосипедного спорта Германии . 01.04.2023. п. 21 . Проверено 16 октября 2023 г.
^ Положение о соревнованиях ÖRV – Глава 20 – Приложение [ Положение о соревнованиях ÖRV – Глава 20 – Приложение ] (PDF) (на австрийском немецком языке). ВелоспортАвстрия. 06.06.2023. п. 2.
^ Удовлетворите ограничения младшей передачи с помощью превосходного переключения передач

Внешние ссылки

Калькулятор передач Шелдона Брауна. Онлайн-калькулятор для расчета дюймов шестерни, развития метров и коэффициента усиления.
BikeCAD имеет графические средства отображения дюймов передачи , как описано здесь.
Коэффициенты усиления — новый способ обозначения велосипедных передач
Калькулятор усиления и ватт
Калькулятор передач Майка Шермана. Архивировано 10 марта 2011 г. на сайте Wayback Machine. Онлайн-калькулятор передач переключателя передач с полезными графическими дисплеями.
Анализатор трансмиссии HPV Анализатор трансмиссии и калькулятор передач для HPV (транспортных средств с приводом от человека), который будет работать с составными приводами, а также с зубчатыми кривошипами и ступицами.

[1] Адам Беккет (23 июня 2022 г.). «Конец юниорской передаче? UCI избавляется от правил, ограничивающих коэффициенты для детей младше 18 лет» . Cyclingweekly.com . Проверено 20 февраля 2023 г.

[2] «Правила UCI по велоспорту — шоссейные гонки, часть 2» (PDF) . Международный союз велосипедистов. 01.01.2023. п. 20. Архивировано из оригинала (PDF) 20 февраля 2023 г. Проверено 20 февраля 2023 г.

[3] ( Регламент соревнований по шоссейным гонкам PDF ) (на немецком языке). Федерация велосипедного спорта Германии . 01.04.2023. п. 21 . Проверено 16 октября 2023 г.

[4] Положение о соревнованиях ÖRV – Глава 20 – Приложение [ Положение о соревнованиях ÖRV – Глава 20 – Приложение ] (PDF) (на австрийском немецком языке). ВелоспортАвстрия. 06.06.2023. п. 2.

[5] Удовлетворите ограничения младшей передачи с помощью превосходного переключения передач

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]