自行車的構(gòu)造及原理

1、自行車的構(gòu)造及原理與自行車有關(guān)的物理學(xué)知識部件所用力學(xué)知識作用車把利用杠桿原理轉(zhuǎn)動(dòng)車輪改變方向輪盤利用杠桿原理拉動(dòng)鏈條省力鏈條鏈條與飛輪齒合，產(chǎn)生相互作用力傳動(dòng)動(dòng)力車架利用三角形的特征(牢固)支撐尾燈光的漫反射避免事故車閘增大摩擦力剎車車胎花紋增大摩擦力防止打滑自行車結(jié)構(gòu)自行車根據(jù)不同的目的的開發(fā)設(shè)計(jì)。因此,要在日新月異的新型自行車中挑選自己中意的自行車并非易事。首先,必須明確自己想騎怎樣的車,然后考慮用途。例如,在山間騎行,就需要較結(jié)實(shí)的類型,山地車比較合適.在柏油馬路行駛,則可選擇速度較快的公路跑車。逛逛自行車商店,了解一下行情,也是一個(gè)好辦法,很可能無意間遇上中意的商品。里講解自己如何裝

2、一輛山地車,由于山地車具有剛度大,行走靈活等特點(diǎn),騎乘是不必?fù)裢具x道,無論街巷漫游還是休閑代步都獲得了廣泛的好評。具有緩沖作用的輪胎,不易疲勞的手把,即使在陡峻的坡道上也能夠暢快地騎行的變速器等,保證騎者在各種路面環(huán)境上能盡情地享受舒適的騎行樂趣。 下面是山地車的基本結(jié)構(gòu)的圖示:Headset:車頭碗組 Shifters:變速把 Brakes:剎車 Suspension:避震 Seat Post:座桿 Wheels:車輪 Tires:車胎 Bottom Brackets:中軸 Cranksets:大齒盤 Pedals:腳踏 Rims:車圈自行車上的杠桿、輪軸自行車上的杠桿·控制前輪轉(zhuǎn)

3、向的杠桿：自行車的車把，是省力杠桿，人們用很小的力就能轉(zhuǎn)動(dòng)自行車前輪，來控制自行車的運(yùn)動(dòng)方向和自行車的平衡·控制剎車閘的杠桿：車把上的閘把是省力杠桿，人們用很小的力就能使車閘以比較大的壓力壓到車輪的鋼圈上·支持人重和貨重的杠桿、三角杠、貨架、前叉、后三角杠，都是廣義的杠桿，用以形成車身和承重自行車上的輪軸·中軸上的腳蹬和花盤齒輪：組成省力輪軸，由腳蹬半徑大于花盤齒輪半徑·自行車手把與前叉軸：組成省力輪軸，手握把外的半徑大于前叉軸的半徑·后軸上的齒輪和后輪：組成費(fèi)力輪軸、齒輪半徑小于后輪半徑    ·自行車

4、行駛速度與車輪直徑的關(guān)系：常見的自行車輪的直徑有559mm(22英寸)、610mm(24英寸)、660mm(26英寸)、711mm(28英寸)的，有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)知道，騎28車比24車費(fèi)力一些，但速度快，因?yàn)?8車輪的半徑大，輪子每轉(zhuǎn)一圈走的距離長一些，故速度快，半徑大使輪軸的軸半徑大，故費(fèi)力輪軸更費(fèi)力.自行車傳動(dòng)   自行車是傳動(dòng)式機(jī)械，它的傳動(dòng)裝置包括：主動(dòng)齒輪（通稱輪盤）、被動(dòng)齒輪（通稱飛輪）、鏈條及變速器等。 齒輪比與傳動(dòng)比關(guān)系著自行車的使用效率，教練員和運(yùn)動(dòng)員應(yīng)該懂得并掌握這些數(shù)據(jù)的計(jì)算與應(yīng)用。齒輪比:主動(dòng)輪對被動(dòng)輪的齒數(shù)之比為齒輪比。如果兩個(gè)齒輪的齒數(shù)相同，那末

5、踏蹬一周。兩個(gè)齒輪和后輪都各旋轉(zhuǎn)一周。假如主動(dòng)齒輪的齒數(shù)大于被動(dòng)齒輪的齒數(shù)，那么每踏蹬一周，被動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)的圈數(shù)就大于一周多，速度加大。因此，齒輪比與主動(dòng)輪的齒數(shù)成正比，與被動(dòng)齒輪的齒數(shù)成反比。以g代表齒輪比，C代表主動(dòng)齒輪的齒數(shù)，F(xiàn)代表被動(dòng)齒輪的齒數(shù)，它們之間的關(guān)系用公式表示，即：g=c/f例如：賽車輪盤為49齒，飛輪為14齒，代入公式即可求出齒輪比為:g=c/f=49/14=3.5也就是說蹬踏輪盤一周，飛輪轉(zhuǎn)三周半。傳動(dòng)比（傳動(dòng)系數(shù)）：齒輪比乘以后圈直徑，即為傳動(dòng)比。以D代表傳動(dòng)比，b代表后圈直徑，它們之間關(guān)系用公式表示，即：d=c/f×b=gb由此可見，齒輪比確定之后，傳動(dòng)比是與后

6、圈直徑成正比的。例如：輪盤為49齒，飛輪為14齒，后圈直徑為27時(shí)（一般習(xí)慣用英時(shí)），代人公式即可求出傳動(dòng)比：D=C/F×b=49/14×27= 3.5×27 945傳動(dòng)行程，每踏蹬一周，車子向前運(yùn)動(dòng)的距離則為傳動(dòng) ，行程，也叫速比行程。其計(jì)算方法是傳動(dòng)比乘以圓周率。以 M代表傳動(dòng)行程，代表圓周率（此為常數(shù)，314），它 們之間關(guān)系用公式來表示。即： M=D=C/F×b×自行車后輪直徑的計(jì)量一般習(xí)慣用英制表示，而行程計(jì)算一般習(xí)慣用公制，因此在計(jì)算中需要把英制換算為公制。一英時(shí)=254CM，用K來代表，即：K254CM。代入公 式，即：M=G/F

7、×B××k例如，賽車輪盤為49齒，飛輪為14齒,后輪真徑為主教黃時(shí)，求它行程距離時(shí)，求它行程距離，代人公式：M=C/F×b××k =49/14×27×3.14×2.54 =754CM以上數(shù)據(jù)是自行車每踏蹬一周，車子向前行進(jìn)行745cm, 即 754m。飛輪齒數(shù)行程輪盤齒數(shù)121314151617181920212223242526407.016.746.015.615.264.954.674.424.204.003.823.663.503.363.23417.196.636.165.755.395.074

8、.794.534.314.103.923.753.593.443.31427.366.796.315.895.525.194.904.654.444.204.013.843.683.533.39437.546.696.466.035.655.325.024.764.524.304.113.933.773.613.47447.717.126.616.175.785.445.144.874.634.404.204.023.853.703.56457.897.286.766.315.915.575.264.984.734.504.304.113.943.783.64468.067.446.916.4

9、56.045.695.375.094.844.604.394.214.033.863.72478.247.607.066.596.185.815.495.204.944.704.494.304.123.953.80488.427.777.216.736.315.945.615.315.054.804.594.394.204.033.88498.597.937.366.876.446.065.725.425.154.914.684.484.294.123.96508.778.097.517.016.576.195.845.535.265.014.784.574.384.204.04518.948

10、.257.667.156.706.315.965.645.365.114.874.664.474.284.12529.128.417.817.296.836.436.075.755.475.214.974.754.564.374.20539.298.587.967.436.966.566.195.865.575.315.064.844.624.454.28549.478.748.117.577.106.686.315.975.685.415.164.944.734.544.36559.648.908.267.717.236.806.426.085.785.515.255.034.824.624

11、.45569.829.068.417.857.366.936.546.195.895.615.355.124.914.704.53自行車哪些地方安有鋼珠?自行車是人們代步的工具，應(yīng)當(dāng)騎起來越輕松、越靈活才越好、越省力，所以在自行車上轉(zhuǎn)動(dòng)的地方，中軸、后軸、車把轉(zhuǎn)動(dòng)處，腳蹬轉(zhuǎn)動(dòng)處、飛輪等地方，都安有鋼珠.轉(zhuǎn)動(dòng)地方安裝鋼珠是為了減小摩擦力，保護(hù)零件，節(jié)省動(dòng)力，因?yàn)闈L動(dòng)摩擦比滑動(dòng)摩擦小得多，用滾動(dòng)來代替滑動(dòng)可以大大減小摩擦，并經(jīng)常加潤滑油，使接觸面彼此離開，摩擦變得更小、更省力.自行車車閘制動(dòng)裝置(車閘)在一切運(yùn)輸機(jī)械中有著十分重要的作用.剎車不靈而導(dǎo)致的交通事故屢見不鮮，自行車是采用什么辦法來制動(dòng)

12、的呢? 1、自行車的車閘工作原理 自行車的車閘是利用摩擦力使自行車減速和停止前進(jìn).當(dāng)我們使用車閘時(shí)，剎皮與車輪間的摩擦力，使車輪停止運(yùn)動(dòng)或速度減小，車輪與地面間的摩擦力由滾動(dòng)摩擦變成滑動(dòng)摩擦，強(qiáng)大的滑動(dòng)摩擦力使自行車迅速減速(或迅速停止運(yùn)動(dòng)). 2、自行車的車閘類型 根據(jù)剎車時(shí)制動(dòng)點(diǎn)的位置(即剎皮與車輪的摩擦位置)不同，車閘分為輪緣閘和輪轂閘、腳閘. 輪緣閘：其制動(dòng)點(diǎn)在車緣上，包括：普通閘：制動(dòng)點(diǎn)在車圈的內(nèi)側(cè)面(剎皮摩擦車圈內(nèi)側(cè)面)，使用最廣泛. 鉗形閘：制動(dòng)點(diǎn)在車圈直邊上(剎皮摩擦車圈直邊)和直邊車圈配合使用. 觸閘：制動(dòng)

13、點(diǎn)在外胎胎冠上，剎皮摩擦外胎車轂閘：其制動(dòng)點(diǎn)在車軸上的閘盒上.包括： 抱閘：制動(dòng)點(diǎn)在抱閘盒外側(cè)，即剎皮摩擦閘盒漲閘：制動(dòng)點(diǎn)在閘盒內(nèi)側(cè)，即剎皮摩擦閘盒腳閘：制動(dòng)點(diǎn)在飛輪上，即利用零件卡住飛輪3、自行車車閘的優(yōu)缺點(diǎn) 無論是輪緣閘還是輪轂閘、腳閘，摩擦力大，制動(dòng)效果好，但會對自行車的外胎和剎皮產(chǎn)生大的磨損，使剎車效果變差，若是車緣閘，還會對車圈電鍍層產(chǎn)生損傷.自行車的齒輪     齒輪是傳遞動(dòng)力的裝置，把兩個(gè)齒輪放在一起，讓它們轉(zhuǎn)，你會發(fā)現(xiàn)它們向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，可見齒輪可改變力的方向，而自行車齒輪不是這樣，它們是由鏈條帶動(dòng)的，總是向相同的方向

14、轉(zhuǎn)動(dòng)。自行車的型號越小，每組齒輪數(shù)就越少，但是它們的傳動(dòng)比差不多，大約都是大齒輪轉(zhuǎn)一圈，小齒輪約轉(zhuǎn)兩圈半。變速車的齒輪在上坡時(shí)，鏈條接在后面的大齒輪上，這樣雖然慢了些，但很省力；在下坡時(shí)，鏈條接在后面的小齒輪上，這樣速度會更快。平時(shí)騎車可以自由選擇齒輪。低速檔齒輪適合在爬坡時(shí)用，中速檔齒輪適合在平路和緩坡用，高速檔齒輪，踏板轉(zhuǎn)很少困，齒輪轉(zhuǎn)很多圈，所以最適合下坡時(shí)用。自行車輪胎為什么要打氣？   1887年的一天，英國一所中學(xué)要舉行自行車大賽，中學(xué)生鄧洛普正在為參賽做緊張的準(zhǔn)備，他準(zhǔn)備到大路上練習(xí)，笨重的橡膠輪胎與地面強(qiáng)烈地摩擦著。鄧洛普邊推邊想，怎樣才能使自行車騎得又快又

15、省力呢？突然，自行車輪胎碰到了花園里的充水橡膠皮管，鄧洛普的手臂被輕輕彈開了。鄧洛普突然想到：我往輪胎里充氣，不就能省力了嗎？第二天，他騎著自制的充氣輪胎的自行車參加比賽，一舉奪得自行車大賽第一名。充氣輪胎是自行車發(fā)展史上的一個(gè)偉大創(chuàng)舉，它增加了車胎的彈性，不會因路面不平而震動(dòng)，大大提高了騎車速度，這樣從根本上改變了自行車的性能。腳蹬倒轉(zhuǎn)時(shí)車輪不轉(zhuǎn)因?yàn)樵陲w輪中有個(gè)叫"磕頭蟲"的零件，在正轉(zhuǎn)時(shí)，飛輪會帶動(dòng)"磕頭蟲"把后輪轉(zhuǎn)起來；倒轉(zhuǎn)時(shí)，"磕頭蟲"打滑，所以轉(zhuǎn)不起來。變速器調(diào)校技巧1.將前鏈條置於大齒盤上，後鏈條則撥入小齒輪。如下即可確定

16、外部作 業(yè)位置：先將上方小導(dǎo)輪精確地置於最小的小齒輪位置如為Shimano系統(tǒng)為上 方的小螺絲，ESP系統(tǒng)為下方螺絲，而Di.R.T的變速系統(tǒng)則為前方的調(diào)校螺絲。 此項(xiàng)工作也可在鏈條及變速纜線組裝之前進(jìn)行。2. 變速纜線最慢在此時(shí)即須卡上（之前應(yīng)是將變速器及變速桿上的調(diào)螺絲轉(zhuǎn) 緊一圈）。而後以變速器調(diào)節(jié)螺絲將纜線輕調(diào)至緊繃的程度。如為Sram的組件 不論是Di.R.T.或ESP系列則可減省此手續(xù)。只須將纜線以右旋把上的調(diào)節(jié) 螺絲調(diào)緊即可。3. 至於內(nèi)部作業(yè)機(jī)制方面，須將後方的鏈條撥 入最大的小齒輪上，前方則置於小齒盤上。此時(shí)即可轉(zhuǎn)動(dòng)依變 速器型式不同而有異（見上圖）其他各顆調(diào)節(jié)螺絲至最緊，使上

17、方的 小導(dǎo)輪精確地在大齒輪下方進(jìn)行變速動(dòng)作，注意須達(dá)其極致點(diǎn)。如不然，在歷 經(jīng)一段美好的自行車之旅後，即可能因鏈條小齒輪與輪輻之間的拉動(dòng)而造成輪 輻斷裂。4. 現(xiàn)在應(yīng)利用所謂的B號起子，將後變速器調(diào)整至最 大的小齒輪與上方小導(dǎo)輪之間，直到空出一個(gè)半鏈環(huán)的空間為止。如 間隙過大，變速器的作動(dòng)會不精準(zhǔn)，但如間隙過小，鏈條要撥入大 的小齒輪上便會有困難。要訣：在調(diào)校時(shí)，將踏板向後旋動(dòng)，讓後變 速器可自由擺動(dòng)。5. 接下來進(jìn)行微調(diào)：將踏板向前轉(zhuǎn)動(dòng)，并將鏈條下?lián)苤恋?個(gè)小齒 輪（前方則置於中齒盤上為宜），後變速器調(diào)節(jié)螺絲（或是Di.R.T.及E.S. P.車款右握把上的調(diào)節(jié)螺絲）便可盡可能轉(zhuǎn)松，到鏈條不

18、和第 4小齒輪磨擦為止。為了查驗(yàn)，應(yīng)將所有段速都完全再變換一 次；如在上下變速時(shí)仍有些卡阻的現(xiàn)象，可以再進(jìn)行小幅度修 正。6. 在纜線各端都會有一個(gè)尾套。這不僅是為了美觀，也可防止纜線出現(xiàn)叉散或纏卷情 形。在緊急時(shí)也可以輪圈尾套代替，但須用萬能鉗夾固定。 如要豪華些，專業(yè)作法便是以焊錫制成此尾套氣門芯的作用早期的各種輪子都是木輪、鐵輪，顛簸不已.現(xiàn)代自行車使用充氣內(nèi)胎主要是利用質(zhì)量一定的氣體體積減小，壓強(qiáng)增大的原理，當(dāng)路面不平給車胎帶來沖擊的時(shí)候，充氣內(nèi)胎的壓縮和恢復(fù)有很好的緩沖作用，減小了顛簸，既保護(hù)了自行車，也減小前進(jìn)阻力，也使人感到舒適. 充氣內(nèi)胎上的氣門芯，起著單向閥門的作用

19、，只讓氣體進(jìn)入，不讓氣體外漏，方便進(jìn)氣，保證充氣內(nèi)胎的密封.平時(shí)騎車時(shí)，若車胎沒氣了，應(yīng)首先檢查氣門芯是否完好，再檢查內(nèi)胎是否破了.自行車的尾燈是裝飾嗎？自行車的尾燈不是可有可無的裝飾物,而是在夜晚給行人,車輛作提示用的自行車尾燈實(shí)在名副其實(shí).我們都知道他只是一塊玻璃而已,其中并沒有像小燈泡似的發(fā)光物體,人們往往稱他為“燈”我們仔細(xì)觀察尾燈,發(fā)現(xiàn)他里面是凹凸不平的玻璃體.這樣的設(shè)計(jì)是為了夜晚行車似的需要,當(dāng)夜幕來臨時(shí),司機(jī)們開著車在馬路上行駛,他們看不清前方是否有人,這時(shí),汽車前面的大燈會發(fā)出耀眼的光,因?yàn)楣饩€很強(qiáng),所以會照到自行車上,照到自行車上的光線經(jīng)過凹凸不平的自行車尾燈會發(fā)生漫反射因而

20、反射到司機(jī)駕駛艙中,司機(jī)這時(shí)會發(fā)現(xiàn)前面有行人從而放慢速度.別小看一個(gè)小尾燈它的設(shè)計(jì)避免了無數(shù)場事故,巧妙的應(yīng)用了物理學(xué)原理光的漫反射.自行車摩擦力的應(yīng)用騎上自行車用力蹬腳蹬,讓自行車加速前進(jìn),這時(shí)急剎車.這兩個(gè)步驟中利用的主要是力學(xué)的摩擦力.自行車前進(jìn)過程中,輪胎與地面產(chǎn)生摩擦,使自行車不會倒.急剎車時(shí),閘皮與車圈之間產(chǎn)生摩擦力使自行車停下來.再深入說一下,自行車的設(shè)計(jì)與摩擦力間的關(guān)系.閘皮和車胎上為什么有許多胎紋呢?為什么車胎越寬車越不容易打滑?為什么賽車(自行車)的車胎較窄些呢?這些問題的根源就是閘皮和車胎上的胎紋.正是因?yàn)檫@些胎紋使車閘和車胎的摩擦力加大,避免了車閘與車胎的平面與平面接觸.而多胎紋的車胎就不一樣了,車胎面成凹凸不平狀,他與地面接觸時(shí)不規(guī)則的,所以他與地面的摩擦力較大.而車胎越寬車越不愛打滑是因?yàn)樘サ拿娣e大了與地面的接觸大了他們之間的摩擦力大了所以輪胎寬了車越不愛打滑.最后是賽車的問題,和上題相反,它與地面的摩擦力小了速度上的阻礙也小了,賽車的速度相對快些,所以賽車的車胎要窄些好.還有,關(guān)于車把上的把套,腳蹬上的皮橡膠都是有關(guān)摩擦力學(xué)知識.摩擦力的應(yīng)用在生活中也很廣泛的.。  輪胎上有花紋。有寶石花紋、蝴蝶花紋、鹿角花紋、竹節(jié)花紋。輪胎上花紋有什么作用？