Раз в цепной передаче есть потери (трение, деформация цепи и т.д) то естественно можно говорить о КПД.
Архимед почти правильно догадался. Писать буду очень кратко,без деталей, может не очень доходчиво, только конечные выводы
Из курса "расчета цепных передач" читаемого в ВУЗах."Не рекомендуется применять звезды с числом зубьев меньшим 17. В тихоходных цепных передачах ( велосипед) можно опускаться до 13 зубьев."
по многим причинам:
1.Неравномерность хода цепи: Дело в том что звезда с цепью представляет собой многогранник который образуют звенья цепи. Попробуйте накрутить нитку на шестигранный карандаш и потянуть за нитку.Карандаш будет вращаться неравномерно, потому что радиус с которого сматывается нитка постоянно меняется. Тоже самое и со звездой. Понятно что чем больше зубьев тем ближе многогранник к окружности. В велосипеде колесо в контакте с дорогой вращается равномерно, следовательно неравномерно "вынуждена" вращается передняя звезда и ваши ноги. Т.е присутствуют минимальные разгоны и торможения ног. Эта неравномерность демпфируется мышечной системой и мы на нее не обращаем внимания. Однако при скорости порядка 40 км/ч на 11 звезде, пиковые значения перегрузок из за неравномерности хода, начинают равняться силе с которой вы нажимаете на педаль! Естественно это нас дополнительно утомляет.
2. Зубья звезды воспринимают не одинаковую нагрузку. Естественно самая большая нагрузка приходится на первый зуб (с которого сходит цепь) далее в геометрической прогрессии происходит убывание нагрузки. Если у нас всего 11 зубов и сектор охвата звезды около половины то вся нагрузка распределяетсямежду ~5 зубьями и звеньями. Вот вам и высокая нагрузка на звено,повышенный износ цепи...
3. Трудно объяснить без рисунка, но при малом количестве зубьев, усилие от первого звена направлено не по касательной, а под неким углом. Раз есть угол то сила раскладываеться на полезную нам и бесполезную. Здесь вопросы к архимеду
Вот вкратце минусы малых звезд. Может чего то забыл или не знаю, простите.
Естественно Дедушка Шимано это знает, но повышенный износ ему на руку, а кататься нам вроде удобно, потому так и выпускают. В советское время звезд ниже 13 небыло, а на велотрэке и сейчас не применяют.
Сандалю: между 32-32 и 22-22 разница в КПД действительно очень невелика. А вот 11-11 крутить будет заметно тяжелее и прослужит во много раз меньше.
Так что ехать в гору лучше 32-32 чем 22-22 несмотря на одинаковое передаточное отношение..
P.S Сандалю: но маленькие звезды легкие а большие тяжелые. Вот и думай что выгоднее ставить на вел