自転車のギアシフトとドライブ速度

5速で走行している場合、自分の速度を知ることができますか？

私が完全に平らな表面にいて、単調に動いていると仮定しましょう。

そのためには、前後のギア比（または各ギアの歯数）、ホイールの直径、およびペダルをrateぐ速度を知る必要があります。

1）RPMからrad / s：まず、2秒ごとに1回転でペダルを踏んでいると仮定して、フロントギアの回転速度を決定します：30 RPM / 60（分から秒に変換）* 2pi rad / rev：

pedalSpeedRPM = 30
speedRadPerSec = pedalSpeedRPM * 2 * pi / 60

2）次に、ギア比を使用して後輪の回転速度を決定します。フロントリングの歯の数とバックリングの歯の数の比率。たとえば、フロントリングに53歯、リアリングに13歯がある場合、比率は4.08です。つまり、後輪はペダルの5.2倍の速度で回転しています。したがって：

gearRatio = 4.08
speedRearWheel = speedRadPerSec * gearRatio

3）回転から直線への動き：ホイールの直径がわかっている場合、1回転でどれだけ動くかを判断できます。たとえば、26インチホイール（私が知っているのでメートル法で）の半径は約0.33mです。 。式velocity = radius x angular velocityを使用すると、

wheelRadius = 0.33
velocity = wheelRadius * speedRearWheel
velocityKPH = velocity * 3.6

したがって、すべてをまとめるには、次の変数を知る必要があります。

pedalSpeedRPM = 30
gearRatio = 4.08
wheelRadius = 0.33


Calculations:
speedRadPerSec = pedalSpeedRPM* 2 * pi / 60
speedRearWheel = speedRadPerSec * gearRatio
velocity = wheelRadius * speedRearWheel
velocityKPH = velocity * 3.6

MATLABでこれを実行すると、結果が得られます。

velocityKPH =

   15.2274

これは、ミドルギア、非必死のペダリングの悪い見積もりではありません。

（おそらく）より現実的な数値を使用した別の例：

pedalSpeedRPM = 60; % Faster pedalling
gearRatio = 4.2; % Abitrary
wheelRadius = 0.37; % 29"

velocityKPH =

   35.1507

質問に（最終的に）答えると思います。はい、決定できますが、ギア比、ホイールサイズ、およびペダリングレートの推定値を知る必要があります。

簡単な方法は、ホイールの回転を直接カウントすることです。これは、ほとんどのサイクルコンピューターの動作です。使用しているギアは無視できます。サイクルコンピューターがない場合は、フロントタイヤに白いマークを付けて、タイヤが一分間で行う回転。タイヤの円周に60を掛けて速度を取得します。タイヤの半径を使用して円周を計算するか、マークまたはタイヤバルブを使用して、タイヤを地面に沿って転がし、1回転（理想的には自転車の重量で）を測定します。

速度を測定する別の（そしてより正確な）方法はGPSからです。ほとんどの携帯電話にはGPSがあります。

自転車でこれらすべての精神的体操をする気がなければ、磁石で走る安価なスピードを手に入れてください。ハンドルバーに読み取り値をマウントし、それを見て速度を確認します。

これを過度に複雑にする必要はありません。

自転車の速度はギアだけに基づいて計算でき、道路の勾配には依存しませんが、「5番目のギア」よりも多くの情報が必要になります。

いくつかのことを知る必要があります。

W.ギアのフロントチェーンリングの歯数。

X.使用しているギアの歯車の歯数。

Y.後輪タイヤの円周、CM

Z.ペダルをinぐケイデンス、通常RPM

必要な情報が得られたので、次の式にプラグインします。

W / X *（Y / 100000）* Z * 60

例を見てみましょう。50歯のチェーンリングと16歯のスプロケットを備え、90 RPMでペダルを踏み、自転車の後輪の円周が210 cm（ロードバイクのタイヤの粗い円周）で、90 RPMでペダルを踏んでいると仮定します。次のようになります。

50/16 *（210/100000）* 90 * 60 = 35 km / h

式の100,000定数はホイールの直径をkmに変換し、式の60定数はRPMを1時間あたりの回転数に変換して、km / hで速度を計算できるようにします。うまくいけば、この方程式を頭の中で導き出したばかりの誰かがチェックできることを願っていますが、数字はライディングの経験に基づいて正確に見えます。