De overbrengingsverhouding.

De overbrengingsverhouding.

Een gemiddelde fietser trapt op een fiets de pedalen rond met ongeveer 1 á 2 omwentelingen per seconde ( 60 à 120 omwentelingen per minuut) afhankelijk van de inspanning en conditie. De wielen draaien ongeveer 1 (bij 8 km/h) à 8 omwentelingen (bij 60 km/h) per seconden. De kettingaandrijving met de overbrenging zorgt ervoor dat de rotatie van de trapas wordt omgezet in een langzamere of snellere rotatie van het wiel. Dit is afhankelijk van het toegepaste aandrijfsysteem, vaste overbrengingsverhouding of derailleursysteem.

Het aantal omwentelingen dat de trapas per seconde draait is de trapfrequentie. In de wielersport hanteert men over het algemeen het aantal omwentelingen per minuut. Dit wordt de cadans genoemd. Bij berekenen van de snelheid moet de cadans omgerekend worden naar de trapfrequentie. De cadans van iemand die ongetraind is of rustig fietst, ligt rond de 60 à 90 omwentelingen per minuut. Door goede training zal een fietser meer kracht in de benen krijgen en dus een lagere cadans kunnen behalen. De cadans van een goed getrainde fietser kan dus onder de 60 omwentelingen per minuut liggen. Voor ongetrainde fietsers is het verstandig de trapfrequentie hoog te houden.

Het aantal tanden van het kettingblad ten opzichte van het aantal tanden van de ketting bepaalt het verschil in rotatiesnelheid van het kettingwielen. (zie afbeelding 2). Als het kettingblad 42 tanden heeft en het kettingwiel 21 tanden, dan zal bij een omwenteling van de trapas het achterwiel twee keer ronddraaien. Immers, 42 tanden gedeeld door 21 tanden is 2. Het aantal tanden van de kettingblad gedeeld door het aantal tanden van het kettingwiel is de overbrengingsverhouding. Een overbrengingsverhouding van 1.5 betekent dat het achterwiel 1.5 maal zo snel of 1.5 maal langzamer draait. Dit is ook weer afhankelijk van het toegepaste aandrijfsysteem.

De verplaatsing van de fiets bij één omwenteling van het wiel is afhankelijk van de omtrek van het wiel. De mate van verplaatsing bij één omwenteling van de trapas wordt het verzet van de fiets genoemd. Als de wielomtrek 2.2 meter is en de overbrengingsverhouding 2 dan zal de fiets bij een omwenteling van de trapas 2.2 x 2 meter = 4.4 meter afleggen.

Het verzet van de fiets is dus:

(aantal tanden van het kettingblad : aantal tanden van het kettingwiel) x omtrek van het wiel = afgelegde weg in meters.

De snelheid van de fiets is de verplaatsing van de fiets per seconde of per uur. De snelheid in m/s is eenvoudig uit te rekenen: snelheid (in m/s) = trapfrequentie (in aantal omwentelingen trapas/sec) x verzet (in meters).

Om de snelheid in km/uur te krijgen moeten de snelheid in m/s vermenigvuldigd worden met 3.6 (keer 3600 sec, gedeeld door 1000 meter). De snelheid van de fiets is afhankelijk van de trapfrequentie, de overbrengingsverhouding van de kettingblad en kettingwiel en de omtrek van het wiel.

Voor de keuze van de overbrenging op de fiets zonder versnellingen moet een schatting gemaakt worden van de gemiddelde cadans en de gemiddelde snelheid waarmee de klant zal fietsen. De overbrengingsverhouding is te berekenen met de volgende formule: snelheid in m/s : (omtrek wiel in meter x trapfrequentie) = overbrengingsverhouding.

Bij een trapfrequentie van 1 omwenteling/sec, een snelheid van 20 km/uur en een wielomtrek van 2.2 meter wordt de overbrenging 2.5. de overbrengingsverhouding bij gewone fietsen ligt daarom tussen de 2 en 2.5. fietsen zonder versnellingen hebben echter als groot nadeel dat de snelheid direct afhankelijk is van de cadans. Bij zware tegenwind moet er met veel kracht en een lage cadans getrapt worden. Bij wind mee moet er met weinig kracht en een hoge cadans getrapt worden. Bij fietsen met versnellingen kan altijd met ongeveer dezelfde kracht en cadans worden gefietst mits de versnellingen goed zijn gekozen.