自己装内变速走了些弯路,现在整理一下概念,希望大家选配件时能注意。
先说结论:
所有内变花鼓都有个最小速比,如果你蹬力大速比又很小就容易损坏内变花鼓对同一个人和车(同样阻力,速度和踏频),
轮径越小,花鼓速比越小,则花鼓需要受的力越小,当然齿轮箱速比不能无限小下去,因为可选飞轮不能太小,牙盘也不能太大。
先定义变量,花鼓的最小传动比gmin 最大传动比gmax ;gearrange = gmax ÷ gmin;花鼓的输入扭矩,以下用hit,牙盘的输入扭矩cit,牙盘齿数ct,飞轮齿数st,忽略效率损失情况下,cit * st = hit * ct
1 最大输入扭矩
内变速花鼓作为一款行星齿轮变速箱,必然有最大输入扭矩。但是目前除了rhollf内14花鼓为100NM,没有找到其他厂商公开的信息。
花鼓的输入扭矩牙盘飞轮齿比比有关,由公式可知 hit = cit ÷ ct* st ,rhollf内14同时规定了速比不能小于2.5,则其可以承受100 * 2.5 = 250NM的最大输入扭矩,这个力大概相当于150kg的体重全部压在170mm曲柄的脚踏上。
顺便一提,pinon内18中轴变速箱的最大输入扭矩也是250NM,由此估计,大概欧盟的自行车要求能承受的最大中轴输入扭矩应该是250NM
使用内变速花鼓时,
对中轴允许施加的最大扭矩,等于花鼓的最大输入扭矩乘以齿比2 速比
内变花鼓的gearrange明显小于外变速。所以保证内变整个区间都用得到就比较重要。
(参考:山地外变一般达到600%,公路达到340%,内五,内七花鼓一般250%左右,内八300-325%,内九 340%,内十一 407%, 内十四 526%)
不同内变速花鼓因为几何特征限制,能够用的飞轮齿数是不一样的,比如shimano 7R46,可以选配16-22t飞轮,SA内八,可以选配20-25t飞轮。因为内变飞轮较粗,所以能选择的最小飞轮经常比较大。
为方便计算,大家可以这样计算:
把内变花鼓+飞轮当做一个塔飞,最大齿数就是 飞轮齿数st / gmin, 最小齿数就是 st / gmax。
以我用的SA内八配20t飞轮为例,则最小齿数为 20/3.25 = 6.15, 最大齿数为 20/1 = 20。如果希望最大速比为4,就应该使用6.15 * 4 约 25t牙盘,此时花鼓能承受的中轴允许施加的最大扭矩,为25 / 20乘以花鼓的最大输入扭矩。对于牙盘选配而言,一个速比50 - 150%配 13t 飞轮的花鼓,和一个速比100 - 300%配 26t 飞轮的花鼓完全一样。
因为同样踏频和速度情况下,牙盘飞轮齿比(ct / st)乘以花鼓速比(g)乘以轮径为定值,所以轮径越大速比越小,又因为1中说明的速比越小花鼓受力越大,所以对同一个人,轮径和花鼓受力成正比,花鼓速比和花鼓受力成反比。
作为推论,要承受同样的中轴扭矩,
速比越大的花鼓,其最大输入扭矩就需要越大中轴变速箱(比如pinon 18 三拓9速),受力相当于牙盘飞轮一样大的内变花鼓,所以需要的最大输入扭矩就比内变花鼓大,轴和齿轮都要粗壮些,尺寸和重量都得大些。我想这也是中轴变速箱应用较少的一个原因。
当然中轴变速箱一般使用三轴变速,后花鼓只能使用行星齿轮变速箱,所以具体差别还可以分析。
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