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[经验分享]内变速花鼓的选择,速比和扭矩 [复制链接]

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只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2013-12-26
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。
[ 此帖被bingol在2013-12-30 08:03重新编辑 ]

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只看该作者 沙发  发表于: 2013-12-26
不考虑发动机输出功率,单纯看变速箱是不可取的,虽然说档位越多越好,越细腻越好。

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只看该作者 板凳  发表于: 2013-12-26
严重同意楼上!很多人不去完善自身,光想着花钱去解决问题,这是不对的!
折叠车贴吧,吧友QQ群!内有大侠神人无数,欢迎技术讨论,情感咨询,闲聊扯蛋……群号:145041648
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只看该作者 地板  发表于: 2013-12-26
回 1楼(mindflayer) 的帖子
一开始说了,对于同一个人。就是个杠杆力臂问题
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只看该作者 4楼 发表于: 2013-12-26
回 1楼(mindflayer) 的帖子
没说到档位细腻和效率问题。说的是部件强度问题
其实对于档位也有要补充的,就是内变档位数和齿轮数正比,这点比外变不利的多,外变双盘变三盘就多了一半档位
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只看该作者 5楼 发表于: 2013-12-26
回 1楼(mindflayer) 的帖子
连击了  deldeldeldeldeldeldel
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只看该作者 6楼 发表于: 2013-12-26
回 2楼(5017621) 的帖子
这位能不能看清标题啊,说的是部件强度问题。请问机械的疲劳寿命怎么用人体锻炼补足?
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只看该作者 7楼 发表于: 2013-12-26
不明觉厉~~~~~~~~~~
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只看该作者 8楼 发表于: 2013-12-26
...金属疲劳,你是认真的么
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只看该作者 9楼 发表于: 2013-12-26
回 8楼(dieson) 的帖子
齿轮箱输入扭矩超过额定你觉得会发生什么?

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只看该作者 10楼 发表于: 2013-12-26
shimano内变花鼓 你真要说正常保养的情况下,你给它踩坏了,几率真小。怕是在这之前你就换车或者丢车,或者改装。

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只看该作者 11楼 发表于: 2013-12-26
正常人和正常的使用环境应该不需要考虑扭矩的问题
ORI交流群:312718762
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只看该作者 12楼 发表于: 2013-12-26
回 10楼(mindflayer) 的帖子
注意到这个问题,是发现有人把速比奇高的SA内八用在26车上。那样花鼓使用扭矩基本超过内14的最大输入扭矩。
同样使用力量,小轮不容易超,大轮就容易了。
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只看该作者 13楼 发表于: 2013-12-26
又增进了不收 谢谢楼猪  

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只看该作者 14楼 发表于: 2013-12-26
看腿 各种腿..
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只看该作者 15楼 发表于: 2013-12-30
学习了        
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只看该作者 16楼 发表于: 2013-12-30
认真拜读了,虽然不是很懂,但觉得确实很用心的总结了,感谢分享
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只看该作者 17楼 发表于: 2014-01-01
写的不太简浅
哪里会有人喜欢寂寞,只是不乱交朋友罢了
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只看该作者 18楼 发表于: 2014-01-01
引用第18楼delateforce于2014-01-01 10:53发表的  :
写的不太简浅

纯力学分析文章,感觉复习物理了。
亘古长青的昨天,永远是过去也永远会再来。
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只看该作者 19楼 发表于: 2014-04-07
支持楼主
  同问,也想知道怎么发帖!!!!!
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只看该作者 20楼 发表于: 2014-04-08
真的挺复杂。内14,档位11左右,达到25,不知道怎么样。
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只看该作者 21楼 发表于: 2014-04-09
有点深奥,齿轮箱输入扭矩超过额定你觉得会发生什么?
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只看该作者 22楼 发表于: 2014-04-09
回 N360 的帖子
超过额定扭矩是不保证不损坏而不是一定损坏,按道理不同档位的抗过载能力也是不同的。
如果发生超载,和任何减速器,齿轮箱一样。主要就是齿轮磨损变形,效率降低。齿轮表面损伤后传动不稳,有跳动感觉。
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只看该作者 23楼 发表于: 2014-04-09
作为新人及力学盲,lz的帖子阅读起来稍吃力,还需时间消化。
像“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”这里提到的变速效率就不明白其意。

能否请lz代为引入内变齿比的概念,以s记alfine内8为例,官网上描述的齿数比有否与外变的齿数比有何对应关系?(这个应该是在同等牙盘大小下解释)
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只看该作者 24楼 发表于: 2014-04-10
回 蓝色多米诺 的帖子
蓝色多米诺:作为新人及力学盲,lz的帖子阅读起来稍吃力,还需时间消化。
像“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”这里提到的变速效率就不明白其意。
能否请lz代为引入内 .. (2014-04-09 16:59) 

无非是杠杆比率而已,外变速比就是牙盘齿数÷飞轮齿数,比如44t带11t就是4
内变在此基础上再乘以自身的齿数比,比如这个内八44t带11t,挂最高档,那就是44/11*1.615=6.46
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只看该作者 25楼 发表于: 2014-04-11
学习了!还有个内变花鼓推荐的最佳齿比,如果大大超过了厂家推荐的使用会有和影响不?
如内11推荐的是1.9,我现在50带18的飞轮
S2l~S5l~S2l-X~S11l Brompton,不解的清漆缘

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只看该作者 26楼 发表于: 2014-04-11
回 深圳阿海 的帖子
深圳阿海:学习了!还有个内变花鼓推荐的最佳齿比,如果大大超过了厂家推荐的使用会有和影响不?
如内11推荐的是1.9,我现在50带18的飞轮 (2014-04-11 09:17) 

大牙盘带小飞轮么有问题的,小牙盘带大飞轮才会超过。
例如厂家规定不能低于1.9,那么34T牙盘带20T飞轮=1.7,就有点超了。
厂家给出的往往是下限,不知道为什么很多人理解为厂家推荐。
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只看该作者 27楼 发表于: 2014-04-11
回 garyliu 的帖子
garyliu:大牙盘带小飞轮么有问题的,小牙盘带大飞轮才会超过。
例如厂家规定不能低于1.9,那么34T牙盘带20T飞轮=1.7,就有点超了。
厂家给出的往往是下限,不知道为什么很多人理解为厂家推荐。 (2014-04-11 10:07) 

多谢刘哥指点,还是得实际去用用内11,看多大的牙盘合适用
S2l~S5l~S2l-X~S11l Brompton,不解的清漆缘
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只看该作者 28楼 发表于: 2014-04-12
回 深圳阿海 的帖子
深圳阿海:学习了!还有个内变花鼓推荐的最佳齿比,如果大大超过了厂家推荐的使用会有和影响不?
如内11推荐的是1.9,我现在50带18的飞轮 (2014-04-11 09:17) 

1.9应为最小齿比,50带18肯定没问题。18t飞轮,牙盘大于34即可
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只看该作者 29楼 发表于: 2014-05-19
受教啦。。。越说越明白。。。