更换齿轮关系是否会在相同的功率下产生不同的速度?


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当你开始骑行时,我可能会相信(“知道吗?”)使用较小的板(后部盒中齿数较少的齿轮),你获得的速度比使用更大的板(更多齿的齿轮,后部)更快卡盒),在两种情况下都使用相同的人力消耗。在第一种情况下(正确的驾驶方式),所选择的板半径很小,因此重量更轻,阻力更小。

一旦自行车在平坦的地形上以正常速度运行并且齿轮的起动阻力已经克服,我想知道我是否会使用较小的齿后齿比使用更大的齿轮获得更多的速度,在两种情况下都使用相同的人力消耗。改变关系当然意味着我应该更快地骑行以便在所有情况下浪费我的相同功率,主要是因为板的不同阻力,这主要取决于其选择的半径。

所以我想说我想要使用200瓦。不同的齿轮关系设置会影响输出速度吗?

如果我的上述陈述首先是错误的,请纠正我。


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*如果我的上述陈述首先是错误的,请纠正我。
阿德里安于

对自行车的不同部分使用标准英语单词将使问题更容易理解。
2017年

我得英语可能是第二语言,但这几乎没有任何意义。VTC
paparazzo

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你的肌肉效率随着他们工作的速度而变化。从踩踏速度的角度来看,这被称为节奏。为了一个体面的逼近,自行车的动力传动系统的效率是齿轮比(我认为让回答你的问题的影响没有)。希望这可能会给你一些关于如何使你的问题更清晰的提示。
克里斯H于

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@paparazzi你可能是对的。我更倾向于VTC而不是回答,但由于OP是新的,我认为我会给他们一些提示并有机会改进它。
克里斯H于

Answers:


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好极了!另一个物理问题。

重申一个问题:如果骑车者的动力输入是恒定的,那么如果动力传动系传动比改变,自行车速度是否会改变?

让我们假设路面,风速,重力等都保持不变。自行车和骑手都在没有坡度的表面上。

简而言之,无论齿轮比如何,恒定功率都会产生恒定的速度。

后轮的动力=骑车者提供的动力 - 动力传动系统的动力损失。

如果传动系中的功率损耗不随选择的齿轮比而变化,则后轮的功率不会改变,因此速度不会改变。

当然,传动系中的功率损耗取决于在某种程度上选择的传动比。我相信在更大的链轮周围行驶更慢的链条消耗更少的动力(我不确定这个,所以有人请纠正我,如果我错了)。

然而,克服空气阻力和车轮滚动阻力所需的功率远远大于传动系损耗(如果速度不是很低),因此传动系损失的变化不会对速度产生很大影响。


更新:从OP(已编辑)处理此声明,因为我认为这是误解的关键。

......使用较小的[后链轮],你获得的[更高]速度比使用更大的[后链轮],使用相同的人力......

如果用踏板转速代替人力,那将是真实的。


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“在相同的应用功率下,改变齿轮关系会产生不同的速度吗

简短的回答,没有。

扭矩是我们放在一个杠杆末端的力,比如大约六英寸长的踏板曲柄臂。

英制单位的扭矩以英尺 - 磅表示。在移动发生之前,它是一种力量,而不是力量。

运动的速度,运动背后的力量,等于所发展的力量。

我用亲切的话来表达这些事情。你现在可以理解,不要将传动装置视为半径的轮子,而是一个长度的杠杆,当一个人正在撬动另一个时,找到力的共同点就是有效的杠杆臂长度,用于移动负载。

传动装置转换扭矩但不能改变动力。动力是扭矩和速度的产物。

我们的人体肌肉力量在零速度时最大。在脚下放一个适当长度的杠杆,用于手头的工作:开始时,也许是一个相当长的杠杆让我们及时前进,比如在开始爬山时。然后,随着速度的提高,腿部的上下行程,即在静止但是最难推动的情况下,在更高的往复运动速率下不会产生那么大的扭矩,被重新放回到人机的电力效率潜力区域。通过使用较短的杠杆(可以这么说),使用较小直径的驱动板进行加速,就像你所说的那样。

FORCE是让我们前进的动力。我们的力量基于一条腿推动的往复运动,然后是另一条腿的往复运动,就像发动机的活塞一样。我们的力量是力量乘以其重复率。我们的转速(每分钟往复,你可能会说)范围是有限的。如您所知,我们使用齿轮传动,通过使其保持在其有效的转速范围内工作来优化人类发动机的动力潜力。我们的扭矩随着踏板位置而变化,与内燃机的活塞连杆一样。

在相同的施加功率周期内,齿轮比本身不会产生不同的速度。

可以简化大胆声明的辩护吗?“齿轮英寸”......现在从维基百科复制:“齿轮英寸是自行车传动装置的几个相对尺寸之一,表明了不同齿轮的机械优势。”齿轮英寸“的数值通常为20(通过70(中等传动装置)到125(非常高的传动装置)的非常低的传动装置;如在汽车中,低传动装置用于上坡,高速传动装置用于快速移动。

“齿轮英寸”实际上是一个便士式自行车的驱动轮的直径,单位为齿轮......“

回到普通自行车的那一天,一个想要速度的骑手骑着他的内裤所允许的大轮子。他字面意思是UP。他能在60英寸高的车轮上行驶得比在52英寸时更快吗?可能,但仅仅是因为他不能以足够的速度旋转52英寸的轮子来发展他可以在字面高的60英寸自行车上以较低的转速发展的动力(请记住,我们的人力扭矩/推压力下降了增加rpms)。但是,如果他可以快速旋转,他可以在52英寸轮上和60英寸轮上一样快。从1880年开始,这个假设的例子忽略了其他因素,你会看到如果施加相同的功率,两个轮子(自行车被称为轮子,那么)将以完全相同的速度行进。


功率是每单位时间的工作而不是每单位时间的扭矩。
狗仔队

如果是N = kg.m.s^-2,则为扭矩N.m = kg.m^2.s^-2,扭矩/时间N.m.s^-1 = kg.m^2.s^-3 = W与功率相同。看起来不错,虽然原始文本不精确。
2017年

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@Useless相同的度量单位不会使它们相同
狗仔队
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