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了解一下自行车的结构和工作原理

时间:2018-04-18 09:00:00来源:自行车与电动车作者:李清点击:

 自行车的结构

最早的单车是由法国人雷斯发明的,当时叫做木马。它没有传动系统,靠两脚蹬地向前滑行,最快只能达到时速20公里。后来苏格兰人皮埃尔发明了前轮带脚蹬的自行车。第一辆现代意义的自行车出现在19世纪末的英国,后由传教士带入中国。目前单车在地势平坦的荷兰最为普及,中国是自行车王国,据统计目前中国有大约五亿辆自行车。

下面是一张简要的自行车结构图:

1、前轮;2、辐条;3、花鼓;4、前叉;5、前刹;6、钢索;7、刹车及变速把手;8、车把;9、竖杆;10、车架;11、前变速;12、车座杆;13、车座;14、后刹;15、货架;16、飞轮;17、反光镜;18、后轮;19、后变速;20、脚撑;21、气门;22、后轮;23、链条;24、轮盘;25、脚踏;26、曲柄。

几个重要的概念:

传动装置:包括主动齿轮(轮盘)、被动齿轮(飞轮)、链条及变速器。

齿轮比:主动齿轮(轮盘)与被动齿轮(飞轮)的齿数之比;

传动比:齿轮比乘以后轮的直径;

传动行程:传动比再乘以圆周率即为传动行程,也就是每蹬踏一周单车前进的距离。

自行车工作原理

自行车运动力学

自行车是我们日常生活中极其常见的一种交通工具。它的出现距今已有百余年的历史。最早的自行车是由法国人西夫拉克发明的,它没有传动系统,靠两脚蹬地向前滑行,最快只能达到时速20公里。后来苏格兰人皮埃尔发明了前轮带脚蹬的自行车。第一辆现代意义的自行车出现在19世纪末的英国,后由传教士带入中国。据统计目前中国有大约五亿辆自行车。

自行车运动力学

自行车运动是一种半机械化运动。人们应掌握一定的机械原理和力学知识,有效地利用传动速比,合理掌握运动强度,巧妙节省体能消耗,从而以充沛的体力,达到高效的运动

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、被动齿轮、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。后轮运转实质在于:在链条传动下的飞轮带动后轮转动,飞轮与后轮具有相同的角速度,而后轮半径远大于齿轮半径,由线速度增大,提高了车速。

自行车的踏脚用到了杠杆原理。以飞轮的轮轴为支点,用较长的铁杆来转动链条上的飞轮,可以省力。踏脚飞轮上用到了齿轮,以防止链条打滑。

自行车上的链条与车子的后轮之间也采用了齿轮传动。并且应用了比踏脚飞轮更小的齿轮,可以节省踏脚所用的力,同时,还提高了自行车后车轮运转时的速度。自行车的刹车系统也用到了杠杆原理。以车把上的刹车柄的转折关节为支点,起到了省力的作用。想停住自行车,一个人拉都有点困难,但这么一捏,马上能停住。简单的机械在生活中起到的作用真是不可思议啊!

前触闸:前触闸是靠杠杆原理制动的。当手握紧闸把时,闸把的另一头将接头、拉杆、拉管向下压,使闸皮向下压至与轮胎接触,产生摩擦制动力。其缺点是刹车效果与轮胎充气程度有关。充气不足时,会使摩擦力减小,影响刹车效果。脚蹬是轮轴,但是轮轴也用了杠杆的原理。...自行车是一种机械,它由许多的简单机械构成: 执行部分的车把,控制部分中的车闸把,后闸部件中的前曲拐,后曲拐及支架,货架上的弹簧夹,车铃的按钮等部件都属于杠杆. 传动部分中的脚蹬...

1:脚踏板是动力,链条是阻力.支点是中间圆盘的轴

2:后轮外圈的车胎是阻力,自行车链条是动力.车轮轴是支点

行车刹车

行车刹车由鼓式、轮圈式到碟刹式,与时俱进。碟刹的使用愈来愈普及,而刹车这种安全、保命装置,没有失败的权利。我们意在认识碟刹,不在论断、区别好坏。选择及采用何种系统,应是使用者依据自己的骑乘方式、需求、预算等的衡量,各取所需,各有所用。 

机械式或油压式Mechanic or Hydraulic (Actuated) 依刹车作动的方式区分,或说以作动刹车片夹持碟盘的介质来分,一是刹车线,一是油。 机械式碟刹,靠刹车线的拉力让卡钳内的刹车片磨擦并夹住碟盘,产生刹车效果。油压式,以油液为介质,拉刹车把乃作动里面的活塞压缩油液,压力从油管直通卡钳,从而推动卡钳内的活塞,带动刹车片夹持碟盘。机械式碟刹有其兼容上的便利性,一般的V型刹车把就可以通用。油压碟刹的刹车把、油管及卡钳是完整配合的一组产品,自然和传统缆线作动的刹车没有共通的交集。有些碟刹厂商设计了半机械、半油压碟刹(semihydraulic),这个中间路线产品维持油压卡钳,依旧靠缆线拉力,但作动的是在卡钳部位的压缩活塞。油压碟刹好处在于刹车输出力道是人手部施力的好几倍,属于四两拨千斤型的敏锐的刹车力道。密封属性,低保养度。油压碟刹在汽机车上的运用十分成熟,到了吹毛求疵的自行车,却牵涉许多技术难题,看似简单的自行车,其实不好搞定。

不过,油压碟刹的刹车把上有储油壶(reservoir),所以体积比较大,在许多零件寸土必争的车把手上争地盘,要注意和STI类的变速拉柄,及Grip shifting旋转式变速手把的兼容性问题。传统的轮圈刹车也有油压式的,猜猜看Magura HS11、33、66就是。 而靠缆线拉动机械原理的碟刹,可能会因线本身的长度、弹性,和外壳磨擦等种种因素,而流失了刹车力道。遇上潮湿、下雨天,刹车常常伴随着尖叫声,有些车友的背脊会痒起来。

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