自行车涉及的力学原理浅析

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。自行车涉及的力学原理浅析　　摘要：自行车具有结构简单，方便实用的特点，并且骑自行车既环保，又能锻炼身体，有益于身心健康。自行车主要是依靠传动装置的运动进行工作，其传动装置由主动和被动齿轮、链条以及变速器等组成，分析自行车的传动过程有利于我们了解自行车的工作原理，此外，自行车本身在设计的过程中同样应用了摩擦力、阻力等一些常见的力学知识，本文主要对自行车中存在的简单力学原理进行分

2、析。　　关键词：自行车；力学；机械结构　　中图分类号：文献标识码：A文章编号：1671--0187-02　　1引言　　自行车的历史可以追溯到上个世纪，距今的历史已百余年，现已发展成为人们日常生活中常用的交通工具。历史上最早的自行车是由一名叫做西夫拉克的法国人发明的，但那时候的自行车还与现在所说的自行车有很大的不同，它并未出现传动系统，使用者只能依靠两只脚不断的蹬地来保证自行车的不断前进，当时的自行车速度也并不理想，最多只能达到20公里/时。随着发展，苏格兰人在最开始的自行车上进行改进，引入传动系统，使得自行车的行驶速度得到大幅度提高，在清朝末期，传教

3、士将自行车引入中国[1]。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　近年来，环保绿色越来越成为引导人们健康出行的重要理念，而且骑自行车也有起到健身的功效，因此越来越受到人们的追捧，再加上共享单车的快速发展，自行车已经成为人们生活中

4、重要的组成部分，甚至会成为部分人出行的首选，据估计，我国现约有六亿辆自行车。而自行车看似结构简单，但在其整个工作的过程中还有很多物理知识，而本文中主要讨论自行车中力学的内容。　　2自行车的组成　　市面上的自行车虽然千差万别，但主要的组成部分却是大同小异，为了研究方便，本文调查了一种常见的自行车的组成结构，如图1所示。　　3自行车中的力学原理　　自行车传动　　自行车主要是依靠传动装置的运动进行，自行车的传动装置主要有由主动和被动齿轮、链条以及变速器组成。自行车前进主要靠前后两个轮进行，其中，后轮为主动轮，主要为自行车的行驶提供动力，而前轮为方向轮，用于

5、掌握自行车的前进方向。后轮的运转是由飞轮所带动的，此时，飞轮与后轮之间具有相同的角速度，而后轮的半径比齿轮半径要大，因此后轮的线速度大于飞轮，从而为自行车的行驶提供动力[2]。链条所带动的传动机构中，其中，前齿轮为主动齿轮其齿数以c表示，后齿轮为被动齿轮，其齿数以f表示，而主动轮与被动轮之间齿数的比值记为齿轮比，以g表示，则前齿轮齿数、后齿轮齿数，公式为：g=c/f。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。

6、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　传动结构的结构示意图如图2所示。　　除此之外，前轮、后轮、前齿轮、后齿轮各项运动参数表1所示。　　其中，大齿轮与小齿轮之间以链条相连，因此两个齿轮之间的线速度相同，即：。如前所述，而后轮和小齿轮绕以同样的轴心进行转动，因此二者之间的角速度相同，即。　　根据角速度与线速度以及半径之间的关系式，可以得到下述关系：　　=　　设人踩踏板的速度为V，则根据自行车的结构信息我们可以得

7、到如下内容：　　阻力　　人每蹬脚蹬一下，都会为自行车的前进带来力量，而这个力量可以称之为前进力。前进力的大小与骑行者所运用的力道，自行车本身传动比以及曲柄的长度都有关联。前进力与用力、传动比、曲柄长有关。以Y代表前进力，Q代表踏蹬力量，I代表曲柄长度，D代表传动比，它们之间的关系用公式表示则为[3]：　　Y=Q×I/D　　前进力与踏蹬力量，曲柄长度成正比，与传动系数则成反比。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文

8、化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后