自行车的构造及原理

自行车的构造及原理

自行车的构造及原理

与自行车有关的物理学知识

部件所用力学知识作用

车把利用杠杆原理转动车轮改变方向

轮盘利用杠杆原理拉动链条省力

链条链条与飞轮齿合，产生相互

传动动力

作用力

车架利用三角形的特征(牢固) 支撑

尾灯光的漫反射避免事故

车闸增大摩擦力刹车

车胎花纹增大摩擦力防止打滑

自行车结构

自行车根据不同的目的的开发设计。因此,要在日新月异的新型自行车中挑选自己中意的自行车并非易事。

首先,必须明确自己想骑怎样的车,然后考虑用途。例如,在山间骑行,就需要较结实的类型,山地车比较合适.在柏油马路行驶,则可选择速度较快的公路跑车。逛逛自行车商店,了解一下行情,也是一个好办法,很可能无意间遇上中意的商品。里讲解自己如何装一辆山地车,由于山地车具有刚度大,行走灵活等特点,骑乘是不必择途选道,无论街巷漫游还是休闲代步都获得了广泛的好评。具有缓冲作用的轮胎,不易疲劳的手把,即使在陡峻的坡道上也能够畅快地骑行的变速器等,保

证骑者在各种路面环境上能尽情地享受舒适的骑行乐趣。

下面是山地车的基本结构的图示:

Headset:车头碗组Shifters:变速把Brakes:刹车Suspension:避震Seat Post:座杆Wheels:车轮Tires:车胎Bottom Brackets:中轴Cranksets:大齿盘Pedals:脚踏Rims:车圈

自行车上的杠杆、轮轴

①自行车上的杠杆

·控制前轮转向的杠杆：自行车的车把，是省力杠杆，人们用很小的力就能转动自行车前轮，来控制自行车的运动方向和自行车的平衡

·控制刹车闸的杠杆：车把上的闸把是省力杠杆，人们用很小的力就能使车闸以比较大的压力压到车轮的钢圈上

·支持人重和货重的杠杆、三角杠、货架、前叉、后三角杠，都是广义的杠杆，用以形成车身和承重

②自行车上的轮轴

·中轴上的脚蹬和花盘齿轮：组成省力轮轴，由脚蹬半径大于花盘齿轮半径·自行车手把与前叉轴：组成省力轮轴，手握把外的半径大于前叉轴的半径·后轴上的齿轮和后轮：组成费力轮轴、齿轮半径小于后轮半径·自行车行驶速度与车轮直径的关系：常见的自行车轮的直径有559mm(22英寸)、610mm(24英寸)、660mm(26英寸)、711mm(28英寸)的，有实际经验的同学知道，骑28车比24车费力一些，但速度快，因为28车轮的半径大，轮子每转一圈走的距离长一些，故速度快，半径大使轮轴的轴半径大，故费力轮轴更费力.

自行车传动

自行车是传动式机械，它的传动装置包括：主动齿轮（通称轮盘）、被动齿轮（通称飞轮）、链条及变速器等。齿轮比与传动比关系着自行车的使用效率，教练员和运动员应该懂得并掌握这些数据的计算与应用。

齿轮比:主动轮对被动轮的齿数之比为齿轮比。如果两个齿轮的齿数相同，那末踏蹬一周。两个齿轮和后轮都各旋转一周。假如主动齿轮的齿数大于被动齿轮的齿数，那么每踏蹬一周，被动齿轮转的圈数就大于一周多，速度加大。因此，齿轮比与主动轮的齿数成正比，与被动齿轮的齿数成反比。以g代表齿轮比，C代表主动齿轮的齿数，F代表被动齿轮的齿数，它们之间的关系用公式表示，即：

g=c/f

例如：赛车轮盘为49齿，飞轮为14齿，代入公式即可求出齿轮比为:

g=c/f=49/14=3.5

也就是说蹬踏轮盘一周，飞轮转三周半。

传动比（传动系数）：齿轮比乘以后圈直径，即为传动比。以D代表传动比，b 代表后圈直径，它们之间关系用公式表示，即：

d=c/f×b=gb

由此可见，齿轮比确定之后，传动比是与后圈直径成正比的。

例如：轮盘为49齿，飞轮为14齿，后圈直径为27时（一般习惯用英时），代人公式即可求出传动比：

D=C/F×b=49/14×27

= 3.5×27＝94．5

传动行程，每踏蹬一周，车子向前运动的距离则为传动，行程，也叫速比行程。其计算方法是传动比乘以圆周率。以M代表传动行程，π代表圆周率（此为常数，π＝3．14），它们之间关系用公式来表示。即：

M=Dπ=C/F×b×π

自行车后轮直径的计量一般习惯用英制表示，而行程计算一般习惯用公制，因此在计算中需要把英制换算为公制。一英时=2．54CM，用K来代表，即：K＝2．54CM。代入公式，即：

M=G/F×B×π×k

例如，赛车轮盘为49齿，飞轮为14齿,后轮真径为主教黄时，求它行程距离时，求它行程距离，代人公式：

M=C/F×b×π×k =49/14×27×3.14×2.54 =754CM

以上数据是自行车每踏蹬一周，车子向前行进行745cm, 即7．54m。

飞轮

齿数

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 \行

程\

轮盘

齿数

40 7.01 6.74 6.01 5.61 5.26 4.95 4.67 4.42 4.20 4.00 3.82 3.66 3.50 3.36 3.23

41 7.19 6.63 6.16 5.75 5.39 5.07 4.79 4.53 4.31 4.10 3.92 3.75 3.59 3.44 3.31

42 7.36 6.79 6.31 5.89 5.52 5.19 4.90 4.65 4.44 4.20 4.01 3.84 3.68 3.53 3.39

43 7.54 6.69 6.46 6.03 5.65 5.32 5.02 4.76 4.52 4.30 4.11 3.93 3.77 3.61 3.47

44 7.71 7.12 6.61 6.17 5.78 5.44 5.14 4.87 4.63 4.40 4.20 4.02 3.85 3.70 3.56

45 7.89 7.28 6.76 6.31 5.91 5.57 5.26 4.98 4.73 4.50 4.30 4.11 3.94 3.78 3.64

46 8.06 7.44 6.91 6.45 6.04 5.69 5.37 5.09 4.84 4.60 4.39 4.21 4.03 3.86 3.72

47 8.24 7.60 7.06 6.59 6.18 5.81 5.49 5.20 4.94 4.70 4.49 4.30 4.12 3.95 3.80

48 8.42 7.77 7.21 6.73 6.31 5.94 5.61 5.31 5.05 4.80 4.59 4.39 4.20 4.03 3.88

49 8.59 7.93 7.36 6.87 6.44 6.06 5.72 5.42 5.15 4.91 4.68 4.48 4.29 4.12 3.96

50 8.77 8.09 7.51 7.01 6.57 6.19 5.84 5.53 5.26 5.01 4.78 4.57 4.38 4.20 4.04

51 8.94 8.25 7.66 7.15 6.70 6.31 5.96 5.64 5.36 5.11 4.87 4.66 4.47 4.28 4.12

52 9.12 8.41 7.81 7.29 6.83 6.43 6.07 5.75 5.47 5.21 4.97 4.75 4.56 4.37 4.20

53 9.29 8.58 7.96 7.43 6.96 6.56 6.19 5.86 5.57 5.31 5.06 4.84 4.62 4.45 4.28

54 9.47 8.74 8.11 7.57 7.10 6.68 6.31 5.97 5.68 5.41 5.16 4.94 4.73 4.54 4.36

55 9.64 8.90 8.26 7.71 7.23 6.80 6.42 6.08 5.78 5.51 5.25 5.03 4.82 4.62 4.45

56 9.82 9.06 8.41 7.85 7.36 6.93 6.54 6.19 5.89 5.61 5.35 5.12 4.91 4.70 4.53 自行车哪些地方安有钢珠?

自行车是人们代步的工具，应当骑起来越轻松、越灵活才越好、越省力，所以在自行车上转动的地方，中轴、后轴、车把转动处，脚蹬转动处、飞轮等地方，都安有钢珠.转动地方安装钢珠是为了减小摩擦力，保护零件，节省动力，因为滚动摩擦比滑动摩擦小得多，用滚动来代替滑动可以大大减小摩擦，并经常加润滑油，使接触面彼此离开，摩擦变得更小、更省力.

自行车车闸

制动装置(车闸)在一切运输机械中有着十分重要的作用.刹车不灵而导致的交通事故屡见不鲜，自行车是采用什么办法来制动的呢?

1、自行车的车闸工作原理

自行车的车闸是利用摩擦力使自行车减速和停止前进.当我们使用车闸时，刹皮与车轮间的摩擦力，使车轮停止运动或速度减小，车轮与地面间的摩擦力由滚动摩擦变成滑动摩擦，强大的滑动摩擦力使自行车迅速减速(或迅速停止运动).

2、自行车的车闸类型