Ideale tandwielverhouding

[timhoving]

Beste Dirty-Pages!

Voor sgool (hbo werktuigbouwkunde) moet er deze week een verslag over de ideale tandwielverhouding. Dus met welke tandwiel verhoudingen je de meeste koppel en snelheid hebt met de minste kracht nodig. Zijn hier formules voor of zijn hier voor programma"s of iets dergelijks. Hoop dat jullie me hiermee kunnen helpen.

Ps. Tandwielen soort maakt niet uit. We gaan hiervan uit een 24 versnelling grote hybride fiets. (dusj geen antwoorden van koop shimano xt en je hebt het beste :P)

Grtzz Tim Hoving

[@sph@ltdude]

Ik heb geen idee wat je nu wilt ???
Bedoel je dat bijvoorbeeld de "11" een lager rendement geeft?
Of wil het iets doen met de optimale trapfrequentie?

Verklaar u nader!

[timhoving]

Ik wil graag weten bij welke versnelling je de optimale snelheid/kracht verhouding (koppel) hebt uitgaande van een socket met 8 bladen achter en een trapas met 3 bladen voor. En of hiervoor formules al dan wel programma"s om dit te berekenen

[@sph@ltdude]

Ehm ik snap t nog steeds niet helemaal, maar ik zal ff een poging doen:

Bij trapfrequentie 0 zal je het grootst moment kunnen leveren, bij trapfrequentie maximaal (200 ofzo) zul je helemaal geen moment meer kunnen leveren.
In beide gevallen lever je 0 vermogen (vermogen is moment x hoeksnelheid, in het ene geval is hoeksnelheid 0, in het andere geval is moment 0)

Ergens tussen deze 2 uitersten ligt dus de trapfrequentie waarbij je het hoogste vermogen kunt leveren. (of het zuinigst een submaximaal vermogen)

Bij een bepaalde snelheid moet je dus een dusdanig verzet schakelen dat je trapfrequentie ongeveer optimaal is.

Nog een complicerende factor: naarmate je sneller rijdt ben je geneigd een hogere trapfrequentie te gebruiken, ivm het "trapgevoel".

Naarmate je een hoger vermogen levert is een hogere trapfrequentie efficiënter.


Maar ik kan dus niet zomaar zeggen welk verzet optimaal is, hangt dus af van vele factoren.

[@sph@ltdude]

Ofwel, ga naar de docent die deze opdracht gegeven heeft en zeg dat het een slechte opdracht is (en dat t geen fuck met werktuigbouwkunde te maken heeft). Dit is meer een vraagstuk voor een bewegingswetenschapper (en laat ik dat nou net zijn ;D )

[timhoving]

mhmm vraag ik me toch af wat ik dan doe met sterkteleer waar ik dit soort dingen ook doe! kortom kracht en koppel om een bepaald punt en optimale verzet voor bijvoorbeeld ketting overbrenging. In het geval je het niet doorhebt WTB is heel breed en gaat iets diepper dan alleen stomme dingetjes draaibanken.

Maar in iedergeval heel erg bedankt maar ben eigenlijk opzoek naar een formule

[@sph@ltdude]

Oh die fiets.....
Sja daar is ook wel wat over te zeggen.... wat voor vermogen levert een fietser.... bij hoeveel RPM..... wat is dan het moment..... wat is de diameter van een kettingblad..... hoeveel kracht op de ketting in dat geval...... kan de ketting daartegen?....... is compact drive (22-32-44) wel zo"n verbetering tov wat we vroeger hadden (26-36-46 oid).....

[timhoving]

jah op die FIETS :P ;D ;D Jah maar zou je iets gedetailleerder kunnen zijn en laten we gewoon uitgaan van de meest standaard (onder hybride stadsfietsen) tandwielen met het standaard aantal tanden en zou je het dan kunnen uitleggen. In iedergeval bedankt.

[@sph@ltdude]

Ja zo"n beetje standaard is 22-32-44 en dan achter
11-12-14-16-18-21-24-28 ofzo. (en voor 9 speed nog een 32 erbij)
Shimano heeft dat ooit zo geïntroduceerd omdat dat lichter is (en makkelijke accelereert, yeah right of je dát merkt, zo"n klein beetje).

Of dat optimaal is weet ik niet, het schijnt wel dat je daardoor vaker brekende kettingen hebt, en de bladen slijten harder.

De wegen van onze japanse vrinden zijn ondoorgrondelijk.

[Sven]

Wordt er ook nog gedacht aan een hellingshoek waaronder de fiets zich bevind? Of wordt er uitgegaan van een plat vlak? ::)

[BLRacing]

Bij trapfrequentie 0 zal je het grootst moment kunnen leveren, bij trapfrequentie maximaal (200 ofzo) zul je helemaal geen moment meer kunnen leveren.
In beide gevallen lever je 0 vermogen (vermogen is moment x hoeksnelheid, in het ene geval is hoeksnelheid 0, in het andere geval is moment 0)

Ik vraag mij af hoe je nou kan zeggen dat het vermogen 0 is als n=oneindig of hoog. Dat het koppel op zijn hoogst is bij n=0 kan ik wel inkomen.
In het algemeen geldt voor het vermogen van een motor dat:
P=2 Pie * T * n. Wat jij dus zegt klopt dus echt niet want dat is helemaal niet mogelijk. Bij hele hoge toerentallen is er altijd wel een klein beetje koppel . Alleen is die inderdaad zeer klein (bij een fietser dan).

Wat je nodig hebt zijn de volgende parameters denk ik:
Vermogen die je lang vol kan houden (voor de gem. DP 250-300 W)
Cranklengte 175mm (weer een apart hoofdstuk ;D)
Afmetingen van persoon maar misschien ook niet
Tandwielen die tot je beschikking staan of gewoon oneindig
Wrijving in je aandrijving incl rolweerstand
Luchtweerstand (exponentiëel groter bij verdubbeling van snelheid)
Frontaal oppervlak
Vul maar aan

Misschien kan het veel simpeler hoor maar dit zijn wel dingen waar je rekening mee moet houden. Ik las vandaag in een technisch blaadje nog iets over het polygooneffect bij fietskettingen en andere lastkettingen.
Deze treed op bij tandwieltjes met maar een gering aantal tanden wat voor trillingen in het systeem kan zorgen. Ook schijnt het zo te zijn dat hoe groter het tandwiel is des te minder de wrijving is in de ketting want de ketting hoeft dan minder te knikken. ;D

[Het TUIG]

;D 32-16 ;D

One gear to rule them all !!

;D ;D

[timhoving]

Kijk dit mag ik graag zien. Jullie worden erg bedankt ;D Als iemand me nog even kan uitlegge hoe die formules werken. En voor de duidelijkheid en om het begrijpbaar te houden ff een lijstje met waar we wel en geen rekening mee houden.

Bandmaat (standaard 28x1,5/8"1,3/8")
Versnellingen standaard shimano 8 blads achter 3 blads voor.
"Ideale Ketting" dus geen last van chainsuck of dergelijke
Rijden op gewoon een flakke weg en voor het gemak houden we de luchtweerstand erbuiten vandaag. Gewicht van een standaard fietser +/- 80 kilo
Gewicht standaard hybride fiets +/- 18 kilo ongeveer? ???

Alvast bedankt en hoopen dat jullie me nu weer een stukje verder kunnen helpen

[@sph@ltdude]

Rijden op gewoon een flakke weg en voor het gemak houden we de luchtweerstand erbuiten vandaag.

Je rijdt op een vlakke weg en dan hou de de luchtweerstand erbuiten ???

Sorry, no offense, maar voor een werktuigbouwkundige vind ik je inzicht in de klassieke mechanica nogal povertjes....... :"(
Hoeveelste jaars ben je?

[@sph@ltdude]

Post anders ff letterlijk wat de opdracht precies is. Je kunt nu zoveel kanten op.

Voorbeeld: je kunt, gegeven snelheid, versnelling, massa, hellingshoek, luchtweerstand gaan uitrekenen hoeveel vermogen een fietser moet leveren, gegeven een ideale trapfrequentie uitzoeken welk verzet daarbij hoort en dan kijken hoeveel kracht er op de ketting komt te staan, maar je kunt ook gewoon zeggen een fietser levert zoveel Watt, bij die en die trapfrequentie en met een 22 voor geeft dat een bepaalde kracht op de ketting, en de snelheid en het achtertandwiel maken dan niet meer uit.

BTW in Fiets (tijdschrift) # 8-1997 staat een stukje over een rendementsmeting, da"s misschien wel aardig.

Weet niet of je haast heb maar dat zou ik vrijdag wel kunnen inscannen voor je.

[timhoving]

Dat zou erg mooi zijn maar zou het lukken ook nog voor donderdag want dan heb ik nog namelijk die dag om het te verwerken in het verslag.

Bij deze de gegeven opdracht:

Probleem 2: Superman.

Peter heeft een nieuwe lichte fiets gekocht met een vreemde code cr-mo-4130 die op de voorvork en op het frame staat aangegeven. Als een speer passert hij iedereeen, ondanks tegenwind.

Peter merkt na enige tijd dat zijn ketting, wanneer hij stevig door moet trappen, over de tanden van zijn kettingwiel springt. De fietsenmaker zegt dat zijn socket bij het achterwiel versleten is. Peter vraagt zich af of de kettingwielen wel van het juiste materiaal zijn gemaakt en de juiste behandeling hebben gekregen.

Aanwijzingen: Kijk naar de optimale tandwielverhouding en ga uit van een standaard fiets met 8 versnellingen achter en 3 versnellingen voor. Luchtweerstand wordt er deze week buitengehouden dit komt volgende week aan bod. Ga ervan uit dat peter 80 kilo weegt en hij een normale lenge heeft van 1,85.

Van dit kleine stukje tekst moet je onderzoeks vragen uitgaan halen en dan een verslag van +/- 15 kantjes maken.

Misschien heb je nu iets meer er aan?

MVG Tim Hoving

[@sph@ltdude]

OMFG wat een idioot slecht en onduidelijk geformuleerde opdracht (meen ik serieus)

Nou ja, en jij hebt dan dus de deelvraag zoals beschreven in de openingspost.

In dat geval zou ik het erbij houden dat de optimale trapfrequentie zo rond de 90 ligt (bron).

Bij verschillende snelheden streef je ernaar om de trapfrequentie dus rond de 90 te houden.

Hoe doe je dat? Stel je rijdt 36 km/uur.
10 m/s
Omtrek wiel = 2,08 meter (roep maar wat)

Wiel draait 10/2,08 = 4,8 x per seconde rond
Pedalen draaien (90/600 1,5 x per secende rond

Verhouding tandwiel voor / tandwiel achter moet dus ongeveer zijn: 3,2

Als je voor een 44 blad hebt nu je achter dus je 14 schakelen.

Etc kun je voor verschillende snelheden uitrekenen.

[@sph@ltdude]

als het goed is zit er een prachtige cadanstabel in je mailbox :-*

[timhoving]

Geweldig een stuk mee geholpen
THNX
Grtz Tim Hoving

[Steelboy]

Als afgestudeerd werktuigbouwer mag ik hier denk ik ook wel mijn zegje over doen:

Allereerst vind ik dat de opdracht idioot en slecht geformuleerd is. Waarom? Hierom:
- eerst staat er "ondanks tegenwind"en verder op luchtweerstand mag verwaarloosd worden... ja, euh, wat is het nou?
- vervolgens wordt er gesuggereerd dat de achtertandiwielen sneller slijten dan de ketting waardoor deze overspringt. Grote onzin, omdat deze onderdelen NOOIT afzonderlijk anders kunnen slijten. Rek te ketting abnormaal, dan treedt er veel meer wrijving bij de tandwielen op en slijten die sneller en vise versa. Het een MOET het ander volgen. Ga naar je materiaal-docent, die zal dat beamen (en anders mag je em doorsturen naar mij).
- eerst staat er dat de ketting overslaat op de socket (cassette in normale termen) en vervolgens wordt gevraagd of de kettingwielen, waarmee normaal de voorbladen aangeduid worden) wel van het juiste materiaal zijn gemaakt.... huh?

Als je puur en alleen naar het krachtenspel kijkt, dan kun je met behulkp van inschatting van door fietser te leveren kracht, hefboom via de crank en overbrenging van tandiwielen de oppervlaktekracht wel berekenen / benaderen, maar in real life is dit nooit reeel voor de werkelijke slijtage.

Als vuistregel geldt: hoe groter je tandwielen (zowel voor als achter) hoe minder slijtage, maar ook hierin spelen toleranties en afwerking een veel grotere rol.

Ik vind het al met een een wazige opdracht.

[Fast]

@ Steelboy

Hoe zit het dan met het hefboomeffect?

Opvallend is dat op een racefiets bijvoorbeeld 44 - 15 minder lekker doorbeukt dan 53 - 18. Breuk is vrijwel hetzelfde, dus het heeft een andere oorzaak.
Dit zit volgens mij niet alleen tussen de oren maar ontstaat ook door het hefboomeffect van de enorme plaat die je voor draait. Maar ja, ik ben geen werktuigbouwkundige.

[timhoving]

die van deze week is afgesloten ik denk dat er een slotje op ken

[R@coon]

In FIETS nr.6 heeft een artikel gestaan over vermogen bij een bepaalde cadans, heb "m voor je ingescand.

JPEG Scan (2206 x 1543 pixels, 1.82MB): http://members.chello.nl/~j.goppgens/te ... _blz28.jpg

Succes met je onderzoek

>> R@coon

EDIT: Mocht je er nog wat aan hebben....