这个计算器能做什么
自行车踏频与速度计算器可根据你的踏频、所选齿比和车轮尺寸,估算出当前的骑行速度。无论是公路车、砾石车、山地车还是场地车,它都能适用——因为计算只依靠通用的机械原理,不涉及任何特定国家或地区的规则。
如何使用
输入你的踏频(每分钟踩踏圈数 rpm)、前牙盘齿数和后飞轮齿数,以及以毫米为单位的车轮周长。计算器会给出 km/h 和 mph 两种单位的速度、齿比,以及「发展量」——即曲柄每转一圈自行车前进的距离。
公式解析
曲柄每转一圈,后轮转动的圈数等于齿比(牙盘齿数 ÷ 飞轮齿数)。再乘以车轮周长,就得到曲柄每转一圈所行进的距离。乘以踏频,便把「每分钟转数」换算为「每分钟距离」,最后用常数把「毫米/分钟」换算成「千米/小时」:
$$\text{速度(km/h)} = \text{踏频} \cdot \frac{\text{牙盘齿数}}{\text{飞轮齿数}} \cdot \text{周长(mm)} \cdot \frac{60}{1{,}000{,}000}$$
实例演算
假设你以 90 rpm 的踏频、50/15 的齿比骑行,车轮规格为 700x25c(周长 2105 mm)。齿比为 \(50 \div 15 = 3.333\)。速度 $$90 \times 3.333 \times 2105 \times \frac{60}{1{,}000{,}000} \approx \textbf{37.89 km/h}$$(约合 23.5 mph)。曲柄每转一圈的发展量为 \(3.333 \times 2105 \div 1000 \approx 7.02\) 米。
常见齿轮和踏频组合的速度
下表显示了固定2105 mm车轮(700x25c公路轮胎)在三个踏频与四个代表性齿轮选择交叉组合时的速度。齿轮比为链环÷飞轮;速度计算公式为 \(\text{Speed}_{\text{km/h}} = \text{Cadence} \cdot \frac{\text{Chainring}}{\text{Cog}} \cdot \text{Wheel} \cdot \frac{60}{1{,}000{,}000}\),其中 mph = km/h × 0.6214。
| 齿轮(链环/飞轮) | 齿轮比 | 踏频(转/分) | 速度(公里/小时) | 速度(英里/小时) |
|---|---|---|---|---|
| 50 / 15 (巡航) | 3.33 | 70 | 29.5 | 18.3 |
| 50 / 15 (巡航) | 3.33 | 90 | 37.9 | 23.5 |
| 50 / 15 (巡航) | 3.33 | 110 | 46.3 | 28.8 |
| 53 / 11 (顶级冲刺) | 4.82 | 70 | 42.7 | 26.5 |
| 53 / 11 (顶级冲刺) | 4.82 | 90 | 54.9 | 34.1 |
| 53 / 11 (顶级冲刺) | 4.82 | 110 | 67.1 | 41.7 |
| 34 / 25 (低坡度爬坡) | 1.36 | 70 | 12.0 | 7.5 |
| 34 / 25 (低坡度爬坡) | 1.36 | 90 | 15.5 | 9.6 |
| 34 / 25 (低坡度爬坡) | 1.36 | 110 | 18.9 | 11.7 |
| 50 / 11 (大齿轮) | 4.55 | 70 | 40.3 | 25.0 |
| 50 / 11 (大齿轮) | 4.55 | 90 | 51.7 | 32.1 |
| 50 / 11 (大齿轮) | 4.55 | 110 | 63.2 | 39.3 |
注意,通过更快地踩踏(70→110转/分)来加倍努力会使速度与踏频成正比增加,而从50/15换到53/11则将齿轮比从3.33提高到4.82——在相同腿速下速度增加得多得多,但每次踩踏所需的力量更大。
关键术语解释
- 踏频(转/分)
- 踏板/曲柄的旋转速度,以每分钟转数测量。每个曲柄转一圈就会使链环转一圈。大多数自行车手的效率最高范围在80到100转/分之间。
- 链环
- 连接到前面曲柄上的齿圈。其齿数是齿轮比的分子——更多的齿意味着更高(更难、更快)的齿轮。公路自行车通常使用50/34或53/39链环对。
- 飞轮(齿片)
- 后花鼓盒上的单个齿片。其齿数是齿轮比的分母——齿数越少意味着齿轮越高。公路花鼓可能跨越11到28(或32)个齿。
- 齿轮比
- 链环齿数除以飞轮齿数,例如 \(50 \div 15 = 3.33\)。它告诉你每踏一次踏板有多少个完整的车轮转。这里是每个曲柄转3.33个车轮转。
- 车轮周长
- 车轮一圈所覆盖的滚动距离,以毫米为单位。车轮每转一圈等于齿轮比量的踏板努力,所以每踏一次所行驶的总距离是齿轮比×周长。
- 发展量(每个曲柄转一圈的米数)
- 自行车在一个完整踏板转中行驶的距离:\(\text{Development} = \text{Gear ratio} \times \text{circumference}\)。对于2105 mm车轮上的50/15,发展量 = \(3.33 \times 2.105\,\text{m} \approx 7.0\,\text{m}\) 每踏一次。
- 齿轮英寸
- 一个传统的度量单位,等于齿轮比乘以轮径(英寸):\(\text{Gear inches} = \frac{\text{Chainring}}{\text{Cog}} \times \text{wheel diameter (in)}\)。它将齿数表示为等效直传动车轮的直径,便于比较不同曲柄长度的设置。
常见问题
车轮周长怎么测?把车轮完整滚动一圈,量出前进的距离即可;也可以查表参考:700x25c ≈ 2105 mm,700x23c ≈ 2096 mm,26 寸山地车 ≈ 2070 mm。
踏频多少才算合适?大多数公路车手在 80–100 rpm 区间内骑行效率较高,但具体因人、因路况而异。
计算结果考虑风力和坡度吗?不考虑。它给出的是在所输入踏频下,齿比理论上能产生的速度(假设链条不打滑);真实速度还取决于阻力大小和你的实际出力。