Биты-звездочки: правильный выбор, применение, виды и примеры
Среди всего многообразия ручного инструмента для работы с метизами и крепежом особое место занимают биты. Ими устанавливается и снимается любой крепеж. Также ими работают дома, в автосервисе и часовых мастерских, на мебельных фабриках и военном производстве. Отдельное внимание среди всех бит заслуживают биты-звездочки.
Биты-звездочки являются наиболее надежными в плане контакта с головкой метиза. И тем не менее могут иметься не у каждого мастера.
Гдеприменяется биты-звездочки
Бита-звездочка (обиходное название, правильно – torx ) применяются с шуруповертом или дрелью для закручивания или раскручивания крепежа. Шлиц головки – в виде звездочки с шестью лучами, откуда и название.
Маркировка: слово « torx » и цифра, показывающая диаметр в миллиметрах.
Вне зависимости от назначения необходимо придерживаться следующих правил:
Главная особенность соединения – увеличенная площадь контакта. Поэтому должно обеспечиваться вхождение впритирку, а не с большим зазором.
При зацеплении биты с головкой на части предусмотренной глубины будет происходить повышенное воздействие на металл. В результате шлиц будет терять форму, товарный вид и функциональность. Для установки биты до конца может потребоваться ударное воздействие, однако оно оправдано.
Пример набора бит-звездочек
В силу того, что крепеж повсеместно используется весьма различный, удобно иметь не единичную насадку, а целый набор. Желателен комплект с различными типами и большим количеством размеров. При этом хорошо бы определиться изначально, в какой сфере планируется работа и с каким крепежом – это сильно влияет на состав набора.
Пример набора бит-звездочек
Как подобрать набор звездочек, инструмент – целая философия. Оптимально – рассмотреть классификацию предлагаемых наборов, оценить их состав с точки зрения типоразмеров бит и прислушаться к рекомендациям.
Предложения обычных и интернет-магазинов насыщены наборами самой разной комплектации. В комплект могут входить как исключительно биты, так и другие дополнительные предметы. Само количество бит может быть различным: от 2-3 штук до нескольких десятков. Качество же не обязательно зависит от количества.
Что до других предметов, поставка может содержать удлинитель, переходник, ручную отвертку или вороток. Отвертка может быть прямой либо со сгибающейся рукояткой. Есть много вариантов с трещоткой – такая механизация сэкономит массу усилий при долговременной монотонной работе.
WERA Bit-Check 30 TX Universal 1
Этот набор от бренда wera очень компактен и удобен в применении благодаря малой массе. Товар как правило предлагается с гарантией – это знак качества выпускаемой продукции.
Биты-звездочки: WERA Bit-Check 30 TX Universal 1
Виды бит-звездочек
Существует несколько разновидностей бит-звездочек.
Классические:
Бита-звездочка: класическая
Звездочка формата torx plus:
Звездочка формата torx plus
Биты-звездочки антивандальные:
Бита-звездочка: антивандальная
Биты-звездочки с покрытием TIN:
Бита-звездочка с покрытием TIN
Биты-звездочки удлиненные:
Бита-звездочка: удлиненная
С каким инструментом используется бита-звездочка
Работа битами выполняется в основном ручным и ручным электрическим инструментом.
Полностью ручной привод отвертки с трещоткой позволяет вести наиболее нежные операции. Инструмент дешев, прост и весит довольно мало. Есть модели с изменяющимся углом рабочей части по отношению к рукоятке. Смена бит выполняется посредством небольшого тянущего усилия от или в магнитный держатель.
Биты-звездочки. Применение: отвертка
Существует целый класс электроотверток – маломощных ручных дрелей с питанием от небольшой батареи. Смена бит в таком аппарате выполняется в патроне с магнитным держателем. Размеры и масса такого инструмента позволяют брать его с собой почти везде. Сделать такой машинкой можно хоть не так много, но она всегда будет под рукой.
Биты-звездочки. Применение: электроотвертка
Электрический шуруповерт – отличный помощник для быстрой работы. Он позволяет быстро сменять насадки и работать с высокой скоростью. Имея питание от аккумулятора, его мобильность позволяет работать с крепежом не только дома, но и на даче. Спектр выполняемых работ почти бесконечен: от мелких бытовых задач до тяжелонагруженной профессиональной деятельности.
Биты-звездочки.Применение: шуруповерт
Что касается «младших братьев», бита torx имеет несколько себе в помощь. Это: переходники для различных типов патронов ( битодержатели ) и насадки-удлинители. Удлинители бывают обычными, гибкими и торсионными. Последние особенно ценны при работе с проржавевшим крепежом или закручивании в древесину.
Как правильно выбрать биты-звездочки
Для подбора биты-звездочки важны четыре наиболее важных момента:
Мало какое производство обходится без цепной передачи, ведь она способна справляться даже с самыми мощными нагрузками. В этой статье мы расскажем об одном из ее главных элементов — звездочки для цепей. Какие бывают исполнения, а также преимущества каждого из них.
Преимущества и недостатки цепной передачи
Преимущества:
Недостатки:
Типы исполнений звездочек для цепей роликовых
Звездочка — один из основных элементов цепной передачи. Вместе с цепью она обеспечивает надежное сцепление всех элементов движущего механизма между собой. Чаще звезды с маленьким шагом поставляются из Италии и Китая, там они дешевле за счет серийного производства. Звездочки большого диаметра мы производим в Украине. Качество всегда соответствуют стандарту.
Большим преимуществом западных производителей является широкий ассортимент различных стандартизированных размеров. Размеры всегда есть под рукой в каталоге. Это позволяет проектировать передачи и узлы, ориентируясь на готовые детали.
Данные звездочки — стандарта ISO и реже ANSI или ГОСТ. Выпускаются с шагом от 6 до 50,8 мм. Количество зубьев варьируется от 8 до 128 штук. Материал изготовления – сталь 45, реже – нержавеющая сталь. Кроме конструкции, для выбора звездочки надо знать шаг цепи и количество зубов или наружный диаметр.
Конструкции звездочки для цепи
Плоские звездочки могут быть 1, 2 и 3-х рядные. Имеют меньший вес и стоимость. Удобно использовать если позволяет монтаж. Часто такие звезды называют просто Венец.
Звездочки со ступицей имеют те же характеристики, что и плоские звездочки. Отличаются наличием ступицы. Их преимущество — универсальность и возможность передачи большего крутящего момента при шпоночном или шлицевом соединении.
Звездочки под втулку — хорошее универсальное решение, которое не требует доработки. Легкий и удобный монтаж и демонтаж с использованием конической втулки, существенно сокращает время на обслуживание узла.
Звездочки для двух однорядных цепей выпускаются только без ступицы. Применяются в случае необходимости передачи вращения того же направления на следующий узел, например, приводной рольганг.
Звездочки с каленым зубом отличаются тем, что зубчатый венец закален током высокой частоты. Твердость зуба 44-55 по шкале твердости роквелла. Благодаря этому звездочка выдерживает резкие нагрузки, а также значительно повышается ресурс работы зубчатого венца.
Звездочки для однорядных цепей с подшипником применяются в системах натяжения цепей, а также как обводные звездочки.
Звездочки накатные — производится в Украине под цепи ANSI шаг 19,25 и 25,4мм. Имеют очень выгодную цену. Не очень эстетичны на вид, но функциональны. Поставляются под заказ.
Звездочки для цепи ТРД — литые из чугуна, стандартные изделия. Или изготовленные на заказ из стали.
Если вы хотите получить консультацию или купить цепи роликовые или звездочки обращайтесь. Специалисты нашей компании хорошо разбираются в данной продкуции.
Выше приведены наиболее часто используемые типы, тем не менее, при прочих одинаковых параметрах их форма зависит от технических требований и требований к сборке.
Размеры звездочек
Условные обозначения
Р = длина исходного многоугольника, соответствующего длине цепи
Dr= диаметр роликов регулировки
z= количество зубьев
Dp= исходный диаметр
Dfd= диаметр в основании зуба
Dc= контрольный диаметр
Dr= диаметр роликов регулировки со следующими допусками:
Dp= соответствует окружности, описанной вокруг исходного многоугольника, размер сторон которого зависит от шага цепи. Количество сторон зависит от количества зубьев на колесе.
Поэтому исходный диаметр дается следующей формулой:
Dp = p*1/sin(180 o /z)
Dfd = Dp-Dr
Контрольное измерение Dc на колесе с четным количеством зубьев измеряется на двух роликах, расположенных на двух диаметрально противоположных пространствах между зубьями.
Контрольное измерение на колесе с НЕЧЕТНЫМ количеством зубьев выполняется на двух роликах, расположенных на двух пространствах между зубьями, расположенных максимально близко к диаметрально противоположному положению.
Технические спецификации
Глубина зубьев и наружный диаметр.
Условные обозначения:
At= глубина зуба по исходному многоугольнику
De= наружный диаметр, определяемый по окружности, проведенной через вершины зубьев шестерни
Размеры:
De max = Dp + 1,25 p- Dr
Форма зубьев.
Условные обозначения:
P = шаг цепи
Dp = расчетный диаметр
Dr = диаметр цепного ролика
rf = радиус дуги роликового люнета
a = контактный угол ролика
= радиус кривой выхода
z = количество зубьев на зубчатом колесе
Нарезание зубчатых колес инструментами DIN 8196
Размеры
Мин. профиль Макс. профиль
rf= 0,505 dr rf= 0,505 dr + 0,069 dr
a = 140°-(90°/z) a = 120°-(90°/z)
Ru = 0,12 dr (z + 2) Ru = 0,008 dr (Z2 + 180)
Поперечный профиль зубьев.
Условные обозначения:
h1ширина зуба
h2h3h4 ширина двойного, тройного и состоящего из четырех частей колеса
r наклон зуба
с ширина зуба по радиусу
р шаг цепи
ТР поперечный шаг цепи
W внутренняя ширина цепи
Размеры
h1для одинарной цепи = 0,93 W (h 14) 0,95 W (h 14)
L для двойной и тройной цепи = 0,91 W (h 14) 0,93 W (h 14)
L1 для цепи из четырех и более = 0,88 W (h 14) 0,90 W (h 14)
С = от минимум 0,1 р до максимум 0,15 р
Количество зубьев
Приведенная выше формула ссылается на указания стандартов ISO/R 606 и действительна для зубчатых колес роликовых цепей с количеством зубьев от 9 до 150. Рекомендуемое количество зубьев следующее: 13 – 15 – 17 – 19 – 21 – 23 – 25 – 38 – 57 – 76 – 95 – 114.
Указания в отношении дальнейшей механческой обработки.
Звездочки обычно поставляются с пилотными отверстиями под расточку. Поэтому рекомендуется при их механической обработке для выполнения отверстий, кожухов подшипников и т.д. фиксировать их мягкими зажимами по наружному диаметру для достижения полной концентричности с нарезанными зубьями, поскольку при выполнении резания инструмент выполняет точную наружную обработку.
Используемые материалы
Части, выполненные из стали C45 E, UNI EN 10083-1. Минимальная прочность 600 Н/мм 2 :
Зубчатые колеса – дисковые колеса
S.D.T. 8 x 3 (05B) с Z 08 до Z 40
S.D.T. 1/2 x 1/8 (081B) c Z 08 до Z 40
S.D.T. 1/2 x 3/16 (083B) c Z 08 до Z 40
S.D.T. 1/2 x 1/4 (085B) c 08 до Z40
S.D.T. 3/8 (06B) c Z08 до Z40
S.D.T. 1/2 x 5/16 (08B) c Z08 до Z40
S.D.T. 5/8 (10B) c Z 08 до Z40
S.D.T. 3/4 (12B) c Z 08 до Z40
S.D.T. 1”(16B) c Z08 до Z20
S.D.T. 1”1/4 (20B) c Z 08 до Z17
S.D.T. 1”1/2(24B) c Z 08 до Z15
S.D.T. 1”3/4 (28B) c Z 08 до Z12
S.D.T. 2” (32B) c Z 08 до Z11
Зубчатые колеса с коническими отверстиями
C 45 E UNI EN 10083-1
Зубчатые колеса S.D.T. с шагом от 3/8 до 1 1/4 дюйма
Цилиндрические прямозубые реечные передачи
C 45 E UNI EN 10083-1
C 45 E UNI EN 10083-1
Конические зубчатые пары
C 45 E UNI EN 10083-1
Части, изготавливаемые из стандартной стали. Минимальная прочность 410 Н/мм2: Все продукты, не включенные в приведенную выше таблицу, и которые не изготовлены из литейного чугуна.
Части, изготовленные из литейного чугуна EN-GJL-200 UNI EN 1561: Все продукты, имеющие специальное обозначение CAST IRON (литейный чугун).
Формула для расчета цепных звездочек:
Условные обозначения:
Z = количество зубьев у звездочки
Ri = радиус основания надреза
De = наружный диаметр
Dp = исходный диаметр
Di = внутренний диаметр
Исходный диаметр колеса (Dp) получен по формуле:
При замене в данной формуле sin(180º/z) на 1/n получаем:
Dp = P/(1/n) или Dp = p*n
В следующей таблице для быстрого расчета исходного диаметра приведены значения “n”, относящиеся к количеству используемых зубьев.
Найдите Dp колеса с 20 зубьями для цепи с шагом = 12,7. В таблице находим значение “n”, соответствующее 20 зубьям, оно равняется 6,392. Умножаем 6,392 Х 12,7, получаем 81,18 – это исходный диаметр выбранного колеса.
Таблица исходных диаметров звездочек в зависимости от количества зубьев
Допуски
Таблица (извлечение из руководства по качеству Sati) в соответствии с UNI EN ISO 9002
Наружный диаметр h14
Нижний диаметр h11
Диаметр ролика +0.01/0
Размер ролика h 11
Размер по хорде Табл. 3
Общая высота Табл.1
Толщина зуба Табл.2
Предварительно обработанное отверстие H8
Таб. 1 Полная высота H (мм) по DIN 7168, коасс F
Максимально допустимые отклонения для установленных интервалов размеров
Система качества.
Спецификация контроля размеров
Таб. 2 Толщина зуба h или h1 (h2 или h2)
Максимально допустимые отклонения по типу цепи
0/-0,25
0/-0,25
0/-0,25
0/-0,36
0/-0,36
0/-0,43
0/-0,43
0/-0,52
0/-0,52
0/-0,09
0/-0,11
0/-0,13
0/-0,13
0/-0,16
0/-0,16
0/-0,19
0/-0,19
0/-0,13
0/-0,16
0/-0,16
0/-0,16
0/-0,16
0/-0,22
0/-0,25
Максимально допустимые отклонения по модулям
Значения измерений по хорде эвольвентных зубьев при 20 о углах напряжения
Z= количество зубьев на образце
Z’ = количество зубьев на измеряемом участке
W= открытая ширина измерительного прибора для модуля 1
Примечание: для модулей, превышающих 1, умножьте значение W на модуль
Многие стараются крутить на больших звездах системы. Я тоже пришел к правилу: «Если можешь крутить большую звезду, значит так и нужно». Но насколько это обоснованно? Надо сказать, что в развитии велосипедной трансмиссии прослеживается тенденция уменьшения количества звезд на педалях. Несколько лет назад нормой было три, теперь две, иногда одна.
Уменьшается и суммарный диапазон больших звезд. Например, на бюджетном байке раньше ставили систему (звезды спереди) 42/32/22Т с кассетой (звездочки сзади) 11-32Т, теперь на велосипеде такого же класса система 38/24Т с кассетой 11-36Т. CasseteУвеличение малой звезды спереди вполне компенсируется увеличением большой звезды в кассете (была минимальная передача 22/32= 0.69, стала даже более тяговитая 24/36= 0.67). А вот уменьшение большой звезды спереди нельзя скомпенсировать звездочкам в кассете, поскольку звезд меньше 11 зубьев в кассетах, можно сказать, не бывает.
Может быть, очень уж большие звезды на педалях и не нужны?
По моему опыту не могу с этим согласиться. На моем конкретном байке даже в лесу использую передачу 42/11 очень часто, на спусках. В общем, есть и другие случаи, помимо выхода на гипотетическую максимальную скорость на идеальном покрытии. Но главное, совсем не могу согласиться с тем, что все равно на какой звезде поддерживать скорость. На большой звезде спереди крутить лучше. То есть, если нужно, например, ехать в горку со скоростью 14-15 км/ч, то это можно делать на любой из трех передних звезд, соответствующие соотношения 42/24, 32/18, 22/12. И вот тут, на практике, очень заметно, что все эти передачи разные. А самая эффективная работа цепной передачи (по ощущениям) как раз на большой звезде, 42/24. На этой передаче намного выше «эластичность» — компенсация небольших изменений скорости в зависимости от внешних условий, вообще плавнее крутить и легче ускориться при необходимости. Понятно, что большая часть этих ощущений может быть просто в голове. Копание интернета показало, что не только у меня в голове. Народная велосипедная мудрость полна поговорок типа «big ring is king», «на малой звезде можно ехать очень быстро, но если перекинуть на большую и вломить, то поедешь быстрее» и т.п. Ни одной поговорки о том, что все звезды одинаковые, на глаза не попалось
В общем, нужно разобраться. Попытки такие в интернете были, видел радостное обсуждение со ссылкой на научную работу 1998 года, показывающую, что на больших звездах КПД велосипедной передачи на 0.6% больше. И это единственное подтверждение многочисленных наблюдений из практики. Не думаю, что я бы почувствовал эти 0.6%, поэтому результат исследования показывает, что если копать, то не там
Далее будет много нудных цифр и графиков, но в целом положительный результат есть, его даже можно пощупать в цифрах
1. Почему лучше не использовать малые звезды кассеты.
В этом разделе будет показано, что звезды 11, 12, 13 принципиально хуже остальных. Поэтому, если использование бОльшей звезды спереди позволяет не работать на звездах 11,12,13 сзади, это дает заметный результат. Рис.1. Кассета с цепью на звезде 11Т
Цепные передачи сводятся к вращению многоугольников, чем больше зубьев, тем многоугольник ближе к окружности. На рис. 1 для наглядности красный цветом показан многоугольник, который образует цепь на звезде 11 зубьев. Шарниры цепи составляют вершины многоугольника. Заснят момент, когда рабочее звено цепи (то звено, за которое цепь вращает кассету) параллельно цепи. При повороте на «половину зуба», когда шарнир будет в желтой точке, цепь поднимется. При повороте еще на пол зуба, снова опустится, ситуация снова будет как на фото. Таким образом, при работе происходит биение цепи.
Это особенность вращающихся многоугольников, с этим ничего не поделать. Чем больше звезда (по кол-ву зубьев), тем меньше амплитуда биения цепи. Кстати, в инженерных расчетах цепи не рекомендуют брать кол-во зубьев меньше 13. В велосипедах ситуация хуже, поскольку зубья «подпилены», чтобы цепь могла переходить со звезды на звезду. Для этого шарниру цепи нужно подняться всего на 0.4 мм. И нижний пропил в велосипедной звезде делают примерно на 0.4 мм глубже, чем может опуститься многоугольник цепи. В общем, амплитуду биения цепи нужно сравнивать с максимально возможным перемещением ролика цепи до схода с зубца. Если биение больше, то при работе передачи цепь может плохо цепляться за зубья. Вот график амплитуды биений с отмеченной такой границей. Рис. 2. Амплитуда биений цепи на разных звездах кассеты
Видно, что на звездах кассеты 11, 12, 13Т зацепление не надежное. 14Т тоже лучше не использовать. Если зубья не подпилены (велосипеды с одной передачей), то можно нормально использовать и 11Т и даже меньше. Но в велосипедах со скоростями не так. Поэтому если бОльшая звезда спереди дает возможность при прочих равных сместиться хотя бы на одну звезду кассеты в диапазоне 11-14Т это даст заметное преимущество в мягкости зацепления шарниров цепи за зубья звезды.
2. Большие звезды и «вламывание» в горку.
Инженерные расчеты цепи дают зависимость силы натяжения рабочего участка цепи от диаметра звезды. Чем больше диаметр (т.е. кол-во зубьев), тем меньше натяжение. Поскольку из упомянутой выше статьи 1998 года особой разницы в выборе звезд нет, то значит натяжение рабочего участка цепи не приводит к изменениям КПД при равномерном вращении педалей. Но ведь человек не мотор, человек не вращает педали равномерно. Более того, по ощущениям преимущества в большой звезде спереди именно при мощном педалировании в гору. Это еще более заметно при «вламывании» в МТБ-шный «торчок», когда о каком-то установившемся вращении педалей говорить не приходится. То есть, нужно понять, как натяжение рабочего участка цепи связано с ускорениями — изменением скорости вращения. Самое близкое — это момент трогания с места, когда скорости почти нет, а ускорение есть. То есть, прикладываем силу к педалям, и смотрим когда сдвинется велосипед. Далее сравниваем полученное усилие на близких передачах, но полученных разным соотношением звезд. Соответствующих инженерных расчетов сил при запуске цепной передачи я не нашел. К счастью, такой эксперимент проще провести, чем углубляться в теорию. Рис. 3. Измерения силы страгивания при частично заторможенном колесе
На рисунке измерение силы, приложенной к педали для прокручивания приторможенного заднего колеса. Цепь на звезде системы 50Т. Для страгивания колеса нужно приложить усилие 3.5 кг, когда цепь на звезде кассеты 28Т и, соответственно 9 кг, когда цепь на звезде кассеты 11Т. Проведена серия из трех измерений. Данные лучше представить в виде зависимости силы страгивания от передачи. Рис. 4. Преобразованные данные с Рис. 3 с линейной аппроксимацией
Таким образом, для звезды 50Т получена линейная зависимость силы страгивания от передачи (отношения передних и задних звезд). Теперь нужно сравнить такие прямые для всех трех передних звезд и посмотреть разницу в силе страгивания на одинаковых передачах. Если на большой звезде «вламывать» проще, то прямая «50Т» будет ниже «39Т», а прямая «30Т» должна быть самой верхней. Рис. 5. Усилие страгивания при различных передачах на всех звездах
Увы, чуда не произошло. Данные трех звезд показывают в сумме линейную, прямо-таки идеальную «коробку передач». Совершенно все равно, на каком соотношении звезд страгивать велосипед, или то же самое — «вламывать» в «торчок» на сверхнизком каденсе. Таким образом, при силовом педалировании большая звезда не дает преимуществ в передаче силы на колесо.
3. Большие звезды и рывки цепной передачи.
Так получилось, что как раз закончив измерения поставил на систему шоссейного велосипеда новую звезду 53Т вместо 50Т, поскольку в последнем бревете использовал на кассете слишком часто самые малые звезды. И поехали кататься по нашему стандартному маршруту этого сезона на 83 км. Чудес не ждал, но к ощущениям прислушивался. Педалировать все-таки явно легче. Но если дело не в усилиях, то в чем? Педалировать явно плавнее. Причем на средних звездах в кассете, т.е. независимо от рассмотрения биения цепи в первом разделе заметки. Цепная передача, так как построена на вращающихся многоугольниках, передает вращение рывками. Вот с этим и разберемся в этом разделе
Вернемся к Рис. 1. Цепь заснята в точке, когда сила с которой шарнир тянет зубец звездочки направлена не по касательной к окружности вращения. Поэтому раскручивающая звездочку сила меньше, чем сила, с которой цепь тянет за шарнир. А в желтой точке цепь совпадает с касательной к окружности, поэтому сила цепи полностью передается во вращение звездочки. Это и приводит к рывкам вращения звездочки и, следовательно, вращения колеса. Это и должно чувствоваться на педалях как «не плавность». Такие же рывки есть и на ведущих звездах. Рис 6. Амплитуда рывков передачи усилий на разных звездах
Амплитуда рывков на звезде 11Т составляет 4% от силы, на звезде 30Т — 0.5%. Вряд ли можно прочувствовать ногами такое колебание на один зубец. Скорее будет ощущаться количество рывков, скажем, за один оборот педалей. То есть прокрутил оборот, получил количество рывков, как от ведущей звезды, так и от ведомой. Для простоты считаем, что инерции нет, поэтому чувствительность к рывкам максимальная, то есть рывки воспринимаются как неравномерность движения велосипеда. Первая прикидка сразу дает хороший график, который соответствует ощущениям. Рис. 7. Сумма амплитуд рывков за один оборот педалей на разных передачах и разных ведущих звездах
Плавность передачи на бОльших передних звездах выше. То есть, там, где передачу можно выбрать разным сочетанием звезд, на малой звезде спереди ход будет самый «рваный». Иными словами, при одном обороте педалей при цепи на звезде системы 50Т мы можем ощутить ногами 50 небольших рывков от ведущей звезды и 50 рывков посильнее от ведомой звезды. Если то же соотношение выбрать при звезде спереди 39Т, то мы получим за оборот педалей 39 рывков от ведущей звезды, чуть больше, чем от 50Т и 39 рывков от задней звезды, меньшей, чем в прошлом случае, и рывки от нее будут значительно больше. Произведение количества рывков на их амплитуду во втором случае будет заметно выше, например для передачи 2.5 на 30% (значение Y на графике 1.0 против 0.75 ). Как вообще устроены эти рывки? Рис. 8. Сила раскручивания ведомой звездочки в зависимости от поворота
Рассмотрим вращение на «один зубец» звездочки 11Т и для сравнения на такой же угол звездочки 28Т. Начнем из точки максимальной передачи тянущей силы цепи (желтая точка на рис. 1). Сила вращения равна тянущей силы цепи, множитель передачи = 1. Затем эта сила плавно уменьшается. Когда рабочее звено цепи на звездочке становится параллельно линии цепи (как на фото), происходит смена тянущего шарнира. Предыдущий шарнир отрывается от звездочки, начинает работать следующий. На графике этому углу поворота звездочки соответствует резкий излом изменения вращающего усилия. После этого происходит плавное нарастание силы вращения. Думаю, что рывки как раз ощущаются на этом изломе. Если сравнить графики для звезд 11Т и 28Т, то видно, что помимо бОльшей амплитуды рывка у звезды 11Т этот рывок еще и более «резкий». Если ввести в систему инерционность, как это имеет место на реальном велосипеде, то «изломы» графика несколько сгладятся. При этом небольшие изломы вообще «уйдут», а большие все равно останутся, то есть разница от резкости изломов будет еще больше. Поэтому в рассмотрение нужно еще ввести и степень «излома». Это все тоже хорошо считается и итоговая зависимость рывков на один оборот педалей от выбранной передачи получается еще более красивая (даже без учета инерционности, то есть только «голая» геометрия). Рис. 9. Сумма рывков (с учетом амплитуд и резкости) за один оборот педалей на разных передачах и разных ведущих звездах
Видно, что, например для передачи 2.5 плавность передачи усилий от ног до колеса при большой звезде 50 или 53Т в два раза лучше, чем на 39Т, а 39Т почти в два раза лучше, чем 30Т. Более того, действительно заметна разница между 53Т и 50Т на средних звездах кассеты. Она составляет 10-15%.
Эффект рывков усилий, по всей видимости более заметен на низких оборотах, на высоких гораздо сильнее начнет работать инерционность всей всех крутящихся элементов, которая должна сглаживать рывки. То есть, как раз на силовом педалировании с низким каденсом.
Подводя итог трех разделов нужно сформулировать следующее.
1. Нужно избегать по возможности работы на малых звездах (11-13Т) кассеты, особенно на больших оборотах. Цепь будет молотить по зубьям вплоть до проскакиваний.
2. При трогании с места и в начале разгона совсем не важно, как именно выбрано передаточное число, на каких звездах. В этом случае предпочтение для лучшего разгона на малых звездах спереди или на больших, исключительно в голове.
3. При низких и средних скоростях лучше выбирать большую звезду спереди (и соответственно бОльшие звезды сзади). Это сказывается на плавности педалирования. Здесь еще нужно отметить часто упоминаемый перекос цепи, которого якобы нужно избегать. По моему опыту и по проведенным измерениям перекос цепи ни на что не влияет
4. При увеличении инерционности крутящися элементов (например, более тяжелые колеса, или увеличения скорости вращения) зависимость от выбора ведущих звезд становится меньше.