| F | R | GI | м/об | км/ч |
|---|
Программа поможет рассчитать параметры трансмиссии велосипеда, исходя из передних и задних звездочек, типа колеса, длины шатуна и выбранного каденса (частоты вращения педалей). Использование визуализации в виде графиков помогает оценить, как данное изменение влияет на скорость для разных комбинаций передач. Это поможет планировать поездки, выбирать оптимальные передачи для конкретного рельефа и типа дороги, а также экспериментировать с настройками велосипеда без необходимости физического тестирования каждой передачи. Понимание данных взаимосвязей позволяет велосипедисту принимать более обоснованные решения, улучшать технику вращения педалей и повышать общую эффективность движения.
Вводные параметры:
- Передние звёздочки – количество зубьев на передних звёздах (обычно 1–3 звезды). Пример: 50,34.
- Кассета / трещотка – количество зубьев на задних звёздах. Пример: 11,13,15,17,19,21,23,25.
- Тип колёс – стандартные размеры или пользовательская окружность колеса в мм.
- Окружность колеса – длина окружности колеса, если выбран пользовательский размер (мм).
- Длина шатуна – расстояние от оси педали до центра каретки (мм), влияет на коэффициент передачи (Gain Ratio).
- Каденс – частота вращения педалей в об/мин, используется для расчета скорости движения.
Расчёт дюймов передачи
Дюймы передачи (Gear Inches) — это традиционная единица, используемая для оценки того, насколько «тяжелая» или «лёгкая» передача.
Формула:
Gear Inches (GI) = (Количество зубьев передней звезды / Количество зубьев задней звезды) × Диаметр колеса в дюймах
Диаметр колеса в дюймах вычисляется через окружность колеса в мм:
Диаметр (inches) = Окружность (мм) / π / 25.4
Расчёт хода за оборот педали
Ход за один оборот педали (Development) показывает, какое расстояние проходит велосипед за один полный оборот педали:
Development (м/об) = Gear Inches × π × 0.0254
где 0.0254 – коэффициент перевода дюймов в метры.
Расчёт коэффициента передачи
Коэффициент передачи (Gain Ratio) учитывает длину шатуна и окружность колеса, показывая эффективность педалирования:
Gain Ratio = (Передние зубья / Задние зубья) × (Длина шатуна / Радиус колеса)
Расчёт скорости при заданном каденсе
Скорость движения велосипеда рассчитывается исходя из Development и частоты вращения педалей:
Скорость (км/ч) = Development (м/об) × Каденс (об/мин) × 60 / 1000
Выходные параметры:
- Выбранная передача – текущая комбинация передней и задней звёздочки.
- Дюймы передачи – Gear Inches для выбранной комбинации.
- Ход за оборот – сколько метров проедет велосипед за один оборот педали.
- Коэффициент передачи – эффективность педалирования, учитывающая длину шатуна и радиус колеса.
- Скорость при выбранном каденсе – скорость велосипеда при текущей передаче и каденсе.
- Таблица передач показывает все комбинации передних и задних звёзд с рассчитанными значениями GI, ходом за оборот и скоростью.
- Графики визуализируют скорость при различных каденсах и Gear Inches для всех комбинаций.
Пример расчёта:
Если выбрана передняя звезда 50 зубьев и задняя 25 зубьев, с колесом 700×25 (окружность 2096 мм):
- Диаметр колеса = 2096 / π / 25.4 ≈ 26.3 дюйма
- Gear Inches = 50 / 25 × 26.3 ≈ 52.6 GI
- Development = 52.6 × π × 0.0254 ≈ 4.19 м/об
- Gain Ratio (с шатуном 170 мм) = (50/25) × (170/(2096/2)) ≈ 0.81
- Скорость при каденсе 90 об/мин = 4.19 × 90 × 60 / 1000 ≈ 22.6 км/ч
Таким образом, программа позволяет подобрать оптимальные передачи для конкретного велосипеда, оценить эффективность вращения и предсказать скорость движения.
Дополнительные рекомендации:
- Для горных велосипедов с большим перепадом рельефа используйте более лёгкие передачи (меньшее GI).
- Для шоссейных и ровного покрытия выбирайте более «тяжёлые» передачи (больше GI) для экономии энергии и стабильной скорости.
- Каденс в диапазоне 80–100 об/мин считается оптимальным для большинства велосипедистов.
| Параметр | Рекомендации | Комментарии |
|---|---|---|
| Передние звёзды | 30–53 зуба | Меньшие — для подъёмов, большие — для скорости на равнине |
| Задние звёзды (кассета) | 11–32 зуба | Широкий диапазон обеспечивает плавное переключение и разнообразие передач |
| Длина шатуна | 165–175 мм | Классический диапазон; более длинные шатуны дают больше рычаг, но ограничивают комфорт |
| Окружность колеса | 2050–2355 мм | Зависит от диаметра и толщины покрышки; влияет на ход за оборот и скорость |
| Каденс | 60–100 об/мин | Низкий каденс увеличивает нагрузку, высокий — снижает усталость |
| Ход за оборот (м/об) | 2–12 м | Зависит от комбинации передней и задней звёзд и диаметра колеса |
| Дюймы передачи (Gear Inches) | 20–120 | Упрощённая метрика для сравнения передачи между велосипедами |
Калькулятор позволяет не только рассчитать стандартные показатели трансмиссии, но и получить глубокое понимание того, как различные элементы взаимодействуют друг с другом. Выбор передних и задних звёзд влияет на плавность и эффективность, а также на нагрузку на мышцы и суставы. Малые передние звёзды и большие задние дают лёгкую передачу, подходящую для подъёмов в гору, в то время как большие передние и малые задние звёзды создают более жёсткую передачу для высокой скорости на ровной дороге.
Длина шатуна оказывает прямое влияние на механическую эффективность передачи. Более длинные шатуны увеличивают рычаг, что позволяет развивать большую силу при меньших оборотах педалей, но слишком длинные шатуны могут ограничивать комфорт и технику вращения. Окружность колеса и её точный размер напрямую влияют на расчет хода за оборот педали и, соответственно, на скорость велосипеда при заданном каденсе.
Понимание коэффициента передачи позволяет правильно подобрать сочетание шатуна и звездочек для достижения оптимального баланса между скоростью, усилием и комфортом. Частота вращения педалей, играет ключевую роль в управлении усталостью и эффективностью езды. Высокий каденс при лёгкой передаче уменьшает нагрузку на мышцы, а низкий, с тяжёлой передачей, увеличивает усилие, но позволяет ехать быстрее.
