Lý lịch

Trong thế giới của xe mô tô, còn được gọi là đua BMX , thiết bị là một chủ đề tranh luận sôi nổi.

Vì các xe đạp đều là tốc độ đơn, tỷ số truyền là một số cố định được xác định là chainwheel / cog(bánh trước chia cho bánh sau). Thay đổi tỷ lệ thiết bị của bạn được hiểu là sự đánh đổi ngay lập tức đáng chú ý giữa khả năng tăng tốc và tốc độ tối đa.

Dưới đây là một loạt các tỷ lệ thiết bị phổ biến:

╔════════════╦═════╦════════╗
║ Chainwheel ║ Cog ║ Ratio  ║
╠════════════╬═════╬════════╣
║         43 ║  16 ║ 2.6875 ║
║         41 ║  15 ║ 2.7333 ║
║         44 ║  16 ║ 2.75   ║
╚════════════╩═════╩════════╝

Vào năm 2012, một công ty có tên Rennen Design Group đã tạo ra một sự đổi mới đột phá được gọi là "thiết bị thập phân" . Yêu cầu là thông qua các thao tác cấu hình răng và đường kính vòng, có thể tạo ra các tỷ số giữa các bánh răng - ví dụ:

╔════════════╦═════╦════════╗
║ Chainwheel ║ Cog ║ Ratio  ║
╠════════════╬═════╬════════╣
║ 43         ║  16 ║ 2.6875 ║
║ 45.7       ║  17 ║ 2.6882 ║
║ 37.7       ║  14 ║ 2.6929 ║
║ 43.1       ║  16 ║ 2.6938 ║
║ 41         ║  15 ║ 2.7333 ║
║ 41.1       ║  15 ║ 2.74   ║
║ 52.2       ║  19 ║ 2.7473 ║
║ 44         ║  16 ║ 2.75   ║
║ 44.2       ║  16 ║ 2.7625 ║
╚════════════╩═════╩════════╝

Lưu ý: Bảng không đầy đủ.

Ví dụ: một bánh răng 44,2 thực sự chỉ có 44 răng, nhưng khoảng cách răng, cấu hình răng và đường kính bánh răng được cho là đã được chế tác để tạo ra một bánh răng lớn hơn.

Trong thế giới đua xe BMX, sự tồn tại của các tỷ số truyền giữa như thế này là một Thỏa thuận thực sự lớn. Vì người đứng sau Rennen có bằng Thạc sĩ từ MIT - và vì hầu hết BMXers thích nhảy hơn là làm toán hoặc đo lường mọi thứ - không ai thực sự từng kiểm tra xem điều này có hợp lệ hay không. Một số câu hỏi đã được hỏi từ lâu trong các góc khuất bụi bặm của diễn đàn BMX, nhưng các phương pháp kiểm tra đã không kiểm soát đúng tất cả các biến và chuỗi đã rơi vào một loạt các cuộc tấn công gọi tên và quảng cáo.

Câu hỏi thực tế

Đây có phải là vật lý có thể?

Tôi hiểu "tỷ số truyền" được định nghĩa là:

Đối với một tỷ lệ bánh răng nhất định x / y, một vòng quay của bánh răng có xrăng sẽ dẫn đến việc x / yquay bánh răng với yrăng.

Đối với tỷ lệ bánh răng là 44/16, một vòng quay đầy đủ của bánh răng 44 (bánh răng xích) sẽ dẫn đến 2,75 vòng quay của bánh răng 16 (răng cưa).

Vì vậy, đối với "tỷ lệ thập phân" là 44,2 / 16, một vòng quay đầy đủ của bánh răng 44,2 (một lần nữa - chỉ có 44 răng) được cho là dẫn đến 2,7625 vòng quay của 16 bánh răng.

Sự bảo lưu lớn nhất của tôi là một hệ thống truyền động theo chuỗi là một DRIVETRAIN THỜI GIAN. Cho dù bạn làm răng trên bánh xích lớn hay nhỏ như thế nào, nếu chúng vừa với dây xích, chúng sẽ chỉ đẩy càng nhiều liên kết qua mỗi vòng quay khi bánh xích có răng.

Đối với một bánh răng xích 44,2 thực sự, người ta sẽ mong đợi rằng có 44 liên kết được đẩy qua hơn 10 vòng quay đầy đủ của bánh xích - nhưng thực tế không phải vậy. Chỉ 440 liên kết sẽ được đẩy qua cog vì chỉ có 44 liên kết được đẩy qua mỗi vòng quay đầy đủ của bánh xích. Tôi thực sự đã dành cả buổi chiều hôm qua để quay video và đếm các liên kết và đo lường.

Nhưng tôi không phải là nhà khoa học. Trường trung học của tôi thậm chí không cung cấp một khóa học vật lý. Tôi chỉ là một tay đua luyện tập rất chăm chỉ và biết làm toán cơ bản.

Nếu đây là một hệ thống điều khiển bằng dây đai, tôi sẽ hoàn toàn hiểu cách thao tác của đường kính bánh xích sẽ thay đổi tỷ lệ hiệu quả - nhưng thực tế không phải vậy. Đó là một hệ thống truyền thời gian, bị giới hạn bởi kích thước vật lý của chuỗi.

Tôi có vài trăm đô la và nhiều tháng đào tạo và số liệu đầu tư vào những chuỗi cửa hàng ngu ngốc này. Nếu ai đó có thể xác nhận hoặc từ chối lý thuyết của tôi, tôi sẽ thực sự đánh giá cao nó. Tôi chỉ muốn một số đóng cửa.

Dưới đây là hình ảnh những chiếc răng từ một chiếc xích xích răng 41 trên đỉnh răng từ chiếc xích răng 41.2 - cả hai đều là bánh răng Rennen:

Đây là 41t trên đầu 41,2t:

Đây là 41,2t trên đầu 41t, từ phía sau:

Tôi nghi ngờ rằng câu trả lời cho điều này là, cuối cùng tỷ lệ bánh răng xuất phát từ tỷ lệ đường kính của bánh răng chứ không phải số răng, mặc dù trong hầu hết các trường hợp, thực tế cho thấy chúng tỷ lệ thuận.

Giả sử bạn có một răng cưa 10 răng và một bánh xích 40 răng. Thật đơn giản để tưởng tượng rằng bạn có thể loại bỏ mọi răng khác khỏi bánh răng 40 trong khi vẫn giữ nguyên đường kính và duy trì chính xác tỷ lệ bánh răng như nhau. Tương tự như vậy, bạn có thể có một bánh xe hoàn toàn không có bánh răng (đặt vấn đề trượt sang một bên) lái một chuỗi dẫn động bánh răng cưa.

Với suy nghĩ này, sự nghi ngờ của tôi sẽ là những gì họ đã làm là tăng đường kính bánh răng một chút nhưng vẫn giữ nguyên số răng bằng cách tách chúng ra một chút và có đủ khả năng chịu đựng trong toàn hệ thống để thoát khỏi nó. Nó thậm chí có thể là các khoảng cách răng không giống nhau.

Điều này ngụ ý rằng thường thì một liên kết chuỗi bị bỏ qua và cũng chỉ có một tỷ lệ nhỏ răng được gắn trực tiếp với chuỗi bất cứ lúc nào

Miễn là có một hình học có thể tránh được sự va chạm giữa răng và chân xích tôi nghĩ nó sẽ hoạt động.

Thêm suy nghĩ

Nó cũng đã xảy ra với tôi rằng có thể bản thân bánh răng có hình elip; tức là, nó có cùng chu vi như một bánh răng thông thường nhưng bị vắt nhẹ theo một trục. Ban đầu tôi đã bác bỏ điều này vì nó sẽ không đưa ra một khẩu phần liên tục, nhưng điều đó cũng xảy ra với tôi rằng đầu vào mô-men xoắn cho một chiếc xe đạp dù sao cũng không hoàn toàn ổn định vì vậy nó có thể không quan trọng và rõ ràng là dây xích không tròn điều .

Tôi đã đề cập một vài lần trong các ý kiến ​​rằng mối quan hệ giữa số lượng răng và tỷ lệ bánh răng là không tuyệt đối nếu độ cao của răng không nhất quán. Mặc dù thường được mong muốn cho các bánh răng / xích chia lưới để giữ cho một mặt phẳng và cấu hình không đổi, không có nguyên tắc cơ bản nào buộc N răng với một đường kính cụ thể và đó là tỷ lệ đường kính cuối cùng xác định tỷ số truyền, vì điều này được xác định bởi mối quan hệ giữa khoảnh khắc, mô-men xoắn và vận tốc góc. Một bằng chứng tầm thường về điều này là bạn có thể loại bỏ một số răng tùy ý khỏi một bánh răng nhất định và nó vẫn sẽ cung cấp cùng một tỷ lệ mô-men xoắn (miễn là nó không bị trượt).

Với suy nghĩ này, có vẻ hợp lý khi bạn có thể đạt được sự thay đổi tỷ lệ nhỏ bằng cách tăng đường kính hiệu quả và giữ lại cùng số răng miễn là dung sai trong hệ thống cho phép.

Để minh họa điều này, hãy xem xét một bánh răng có đường kính D1 lớn với một mắt lưới có răng cưa có đường kính D2 thông qua một chuỗi. Trong trường hợp này, rõ ràng là hệ thống này hoạt động như một ròng rọc trượt bằng không và bạn có thể thay đổi kích thước của D1 để có bất kỳ tỷ lệ nào (D1 / D2) mà bạn muốn miễn là răng duy nhất được nối vào chuỗi (nói giữa 12 giờ và 6 giờ).

Tỉ số truyền

Đây là một hệ thống truyền động Con lăn , và như vậy nó là một hệ thống hẹn giờ. Tỷ lệ giữa hai phần được kết nối phụ thuộc hoàn toàn vào số lượng răng ở hai đầu.

Ngay cả khi bạn thay đổi đường kính chân răng của mỗi chiếc răng để chuỗi có thể ngồi cao hơn hoặc thấp hơn, vào cuối 1.000 vòng quay, chuỗi sẽ di chuyển cùng một lượng trên bánh răng với cùng số răng như bánh răng bị thay đổi, không phân biệt đường kính chân răng, hoặc hồ sơ răng. Miễn là chuỗi được tham gia và không bỏ qua các liên kết, thì tỷ lệ bánh răng giống như bất kỳ thiết bị nào khác có cùng số răng.

Nếu bạn lấy bánh răng 41t "bình thường" của mình và xoay nó 10 lần, nó sẽ di chuyển cùng một chuỗi (đến trong dung sai cho bánh răng và xích) như bánh răng 41t đã sửa đổi.

Nếu dung sai cho phép chuỗi ngồi cao hơn hoặc thấp hơn trong răng và "sửa đổi" đường kính, thì thực tế là cùng một chuỗi sẽ được di chuyển, nhưng bạn sẽ gặp nhiều tiếng ồn hơn khi chuỗi bị rít (lỏng) hoặc bị nứt (chặt chẽ) xung quanh các thiết bị sửa đổi.

Vì vậy, tỷ số truyền giữa bàn đạp và bánh xe không thay đổi. Nếu vậy, điều gì thay đổi?

Tỷ lệ mô-men xoắn

Nếu cấu hình răng được sửa đổi để nó hơi lỏng lẻo, thì chuỗi sẽ bắt đầu buông xuống dưới sức căng và kéo nó ra khỏi răng một chút khi nó tiến đến đỉnh của bánh răng trên đường tới bàn đạp.

Điều này có nghĩa là việc truyền mô-men xoắn tới bánh răng thực sự cách xa trung tâm của bánh răng hơn một chút, nó cung cấp nhiều mô-men xoắn hơn cho cùng một lực căng xích như một bánh răng tương đương được gắn hoàn toàn.

Điều này không làm giảm mức độ gắn kết của xích với bánh răng và làm tăng cả độ mòn của xích và bánh răng. Đây có thể là một sự đánh đổi chấp nhận được nếu mô-men xoắn được tăng lên.

Hãy nhớ rằng các bánh răng này được sử dụng ở tốc độ tương đối thấp, và mô-men xoắn quan trọng hơn tỷ số truyền. Trong thực tế, đối với xe đạp leo núi, bạn có thể nói tỷ lệ mô-men xoắn quan trọng hơn tỷ số truyền.

Vì vậy, nếu thiết bị được thiết kế để đẩy xích ra khỏi trung tâm của bánh răng khi nó tiến gần đến đỉnh, và do đó làm tăng tỷ số mô-men xoắn, thì yêu cầu này là có thể, và hiệu quả nên được đo lường.

Kiểm tra

Đặt một cái cân 200 lb trên bàn đạp và buộc một vật nặng rất nặng để buộc dây quanh vành bánh xe. Bạn sẽ thấy rằng một vòng tạo ra sự truyền mô-men xoắn cao hơn hoặc thấp hơn. Lưu ý rằng nếu bạn làm điều này với trọng lượng nhẹ hơn, lực căng trên xích có thể không đủ để kéo xích lên các sườn dốc được thiết kế vào bánh răng kéo xích ra khỏi tâm bánh răng.

Một thiết bị "44,2 răng" vẫn chỉ có thể đẩy 44 liên kết chuỗi trên mỗi vòng quay, đẩy một răng 16 răng khoảng 2,75 lần. Không có xung quanh đó.

Tôi nghĩ đó là câu hỏi khiến mọi người phải hút thuốc. Vì vậy, tôi đã thực hiện một hình dung.

Ở đây chúng ta có các bánh răng nhỏ với đường kính 40px và 4 bánh răng và một bánh răng lớn có đường kính 80px và 8 bánh răng tương ứng. Chuỗi được chỉ định bởi các chấm đỏ và phù hợp hoàn hảo với các bánh răng. Như mọi người mong đợi, các liên kết chuỗi được chọn ở đầu bánh răng và được phát hành ở phía dưới.

Trong bức ảnh thứ hai, tôi đã tăng đường kính của bánh răng lớn hơn lên 90px, nhưng nó vẫn chỉ có 8 bánh răng (tôi gọi nó là tỷ lệ 8,9999 / 4). Như bạn có thể thấy, tôi phải di chuyển các bánh răng lại gần nhau hơn để điều chỉnh cho chu vi lớn hơn (với mức tăng ít hơn đáng kể, từ 41 đến 41.2, chuỗi chỉ có thể ngồi hơi chặt hơn).

Vì vậy, bán kính tăng có nghĩa là bánh răng nhỏ di chuyển nhanh hơn? Tôi muốn nói: Không.
Như bạn có thể thấy trong hình thứ hai, các chuỗi liên kết chỉ bám ở dưới cùng của thiết bị. Các bánh răng di chuyển nhanh hơn các liên kết chuỗi, có nghĩa là bánh răng trượt một cách tinh tế dưới chuỗi.

Một số câu trả lời khác cho rằng thiết lập này có thể dẫn đến mô-men xoắn cao hơn. Tuy nhiên, tôi không nghĩ vậy.

$W = \tau\phi$$\phi$$\tau$

Biên tập:

Trong thiết lập này, xích chỉ bám ở đỉnh của bánh xích (bánh răng lớn hơn); Tôi đã xác minh trực quan điều này. Các con lăn khác trôi nổi giữa các răng khi bạn tiếp tục xuống bánh răng.

Nếu chúng ta nhìn kỹ vào hình ảnh của bạn, chúng ta có thể thấy rằng các bánh răng rất gần nhau nên tôi nghi ngờ các liên kết chuỗi khớp hoàn toàn ở giữa. Về phía trên, các bánh răng trở nên mỏng hơn. Điều này có thể làm cho các liên kết chuỗi chặt chẽ trượt lên trên và trở nên lỏng lẻo hơn.

Đây là một minh họa khác (một lần nữa, tôi đã phóng đại hiệu ứng rất nhiều):

Giải thích của tôi về các hình ảnh chụp gần như được cung cấp bởi kivetros là bản thân răng rộng hơn hoặc hẹp hơn ở phía trên và tốc độ răng mở rộng xuống "đáy" của mỗi khoảng thời gian kiểm soát khoảng cách về phía trục liên kết có thể giảm. Vì vậy, những gì bạn nhận được là răng duy trì khoảng cách liên kết nhưng cho phép chuỗi giảm xuống một bán kính cụ thể trên bánh xích. Theo cách này, khoảng cách liên kết được duy trì để không phá hủy chuỗi, nhưng đường kính hoạt động thực tế được kiểm soát tương đương với một răng phân đoạn.

Giả định này, tôi đoán rằng tất cả các chuỗi "bình thường" đều có chiều sâu răng tiêu chuẩn.

Bài viết này cung cấp chi tiết hơn.

Thay đổi tỷ lệ thiết bị của bạn được hiểu là sự đánh đổi ngay lập tức đáng chú ý giữa khả năng tăng tốc và tốc độ tối đa

Nói chung điều này là đúng.

Tuy nhiên, như tôi đã nói trong một bình luận, bạn đang kết hợp hai điều dưới tiêu đề thuận tiện của tỷ lệ bánh răng.

tốc độ tối đa

bị giới hạn bởi sự phát triển: khi bạn quay ra ở vòng tua tối đa (của các trục), tỷ lệ răng - kết hợp với bánh xe + chu vi lốp - cho bạn biết chính xác tốc độ bạn đang đi.

Tuy nhiên, ít nhất là ở tốc độ thấp,

sự tăng tốc

bị giới hạn bởi bao nhiêu lực bạn có thể đặt qua một số lượng răng nhỏ hơn một cuộc cách mạng. Điều này bị hạn chế bởi lợi thế cơ học của trục khuỷu-> xích -> bánh xích-> hệ thống bánh xe / lốp xe. Bạn có 4 bán kính hiệu quả khác nhau ảnh hưởng đến đòn bẩy trong đó và nếu chiều dài tay quay làm thay đổi nó (như vậy), tôi không hiểu tại sao bán kính xích cũng không nên.

Bây giờ tôi không biết liệu cho phép số lượng răng và bán kính phân kỳ như thế này thực sự hoạt động, hoạt động tốt hay có bất kỳ nhược điểm nào khác. Có vẻ như nó sẽ là một hiệu ứng nhỏ nếu nó hoạt động.

Công bằng mà nói, nó cũng gây hiểu lầm khi đưa ra số lượng răng phân số, bởi vì nó khuyến khích sự kết hợp này: rằng 44.2 giống như bạn nói chính xác như vòng 44 răng cho mục đích tốc độ cao nhất, nhưng cho (hoặc ngụ ý) đòn bẩy nhiều hơn để tăng tốc. Đo lường phát triển của bạn (liên kết chuỗi được di chuyển theo mỗi cuộc cách mạng) không giải quyết điều này.

@Chris Johns trả lời khá nhiều về nó, mặc dù tôi cũng sẽ thêm hai xu của mình. Rõ ràng, trong thế giới của BMX đua, sự khác biệt giữa bánh răng 44 răng và bánh răng xích 45 là đủ lớn để có nhu cầu về tỷ lệ trung gian.
Không tạo ra một chuỗi mới với khoảng cách liên kết khác nhau, tôi nghĩ cách duy nhất để làm điều này là tận dụng các dung sai cơ học trong khoảng cách liên kết để tạo ra một mô hình răng không khớp hoàn hảo với các liên kết. Tôi đoán rằng răng của Rennen cách nhau một chút so với bình thường (để tăng đường kính bánh xích), nhưng khả năng của chuỗi và các liên kết của nó kéo dài một chút cho phép điều này. Khoảng một nửa số răng trên bánh xích phải được tham gia bất cứ lúc nào, vì vậy bạn trải đều sự không phù hợp giữa răng và liên kết cách nhau trên 22 răng hoặc hơn.

Bằng cách làm cho bánh răng tổng thể nhỏ hơn một chút trong khi vẫn giữ nguyên số răng, chúng cho bạn mô-men xoắn lớn hơn một chút, với cùng tỷ lệ.

Tuy nhiên, điều này có vẻ hơi nguy hiểm, vì nếu khoảng cách giữa các răng ngắn hơn khoảng cách giữa các liên kết, thì chỉ có chiếc răng cuối cùng được kết nối với một liên kết mới thực sự được kết nối. Nó cũng có nghĩa là răng bắt đầu nhổ sớm hơn một chút.

Mặt khác, bằng cách làm cho bánh răng lớn hơn, chỉ có chiếc răng đầu tiên kết nối thực sự kéo, mô-men xoắn thấp hơn một chút và loại xích rơi vào răng tiếp theo khi liên kết được kết nối rời khỏi bánh răng.

Một câu hỏi rất thú vị!

Tôi nghĩ rằng những gì đã được thực hiện ở đây thường được gọi là Shift Gear Gear .

Thủ tục này thay đổi cấu hình răng và đường kính bước làm việc của bánh răng.

Bài viết này cung cấp thông tin về sự thay đổi hồ sơ và bài viết ¹ này là tài liệu tham khảo kỹ thuật về bánh răng.

¹ _{Mở đầu, hướng dẫn thiết bị có kích thước 13 MB.}

Biên tập:

Một điều khác: Có vẻ như bạn đang thực hiện đua xe BMX ở mức độ rất chuyên nghiệp, vì vậy tôi cho rằng bạn đã làm điều đó - vẫn còn, tôi phải hỏi:

Khi bạn đang kiểm tra chuỗi xích thập phân mới, bạn có thay thế tất cả các thành phần truyền khác (cog và chuỗi trung tâm phía sau) bằng các bộ phận mới không?

Bởi vì một chuỗi xe đạp đã sử dụng trở nên kéo dài vĩnh viễn, và do đó có một sân lớn hơn, do đó, nó sẽ không phù hợp với một bánh xích mới.

Có thể cho một bánh xích xe đạp có một số lượng răng?

TLDR: Có, nhưng chúng không phù hợp với BMX.

Mở rộng chainwheels có thể cung cấp truyền liên tục biến. Chúng đã được phát minh lại nhiều lần trong những năm qua. Một ví dụ gần đây là hộp số xe đạp Wavetrans. Tỷ lệ được điều chỉnh bằng cách di chuyển các phân đoạn bánh răng triệt để trên một tàu sân bay. Tỷ lệ hiệu quả không nguyên xảy ra khi khu vực thảnh thơi có chiều dài hiệu quả phân đoạn. Một bộ căng xích là cần thiết để có độ chùng vì tỷ lệ này rất đa dạng.

Hệ thống này đã không thành công về mặt thương mại trong những năm qua vì derallieur và bánh răng trung tâm đã tỏ ra hiệu quả hơn.

Một đánh giá là: http://bikeretrogrouch.blogspot.co.uk/2016/01/new-is-old-again-Exanding-chainring.html

Một suy nghĩ: Nếu thiết bị là quan trọng đối với kỷ luật và chi phí là không quan trọng thì việc có một loạt bánh sau / lốp có đường kính thay đổi một chút sẽ cung cấp tiến trình bánh răng trung gian, vì sẽ thay đổi một chút áp suất lốp.