自行车的工作原理

作者:马歇尔·布莱恩

极限运动图像库

自行车不仅仅是一种交通工具——它们很有趣。
劳伦斯·劳里/华盖创意
自行车不仅仅是一种交通工具——它们很有趣。 查看更多极限运动图片.

自行车是一种简单而优雅的机器,吸引着几乎所有的孩子,从三轮车和训练轮一路走来。

自行车最酷的地方是它能让你更快地到达你要去的地方,而且用得更少能量如果你在走路或跑步。

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对于任何对机器和机械感兴趣的人来说,自行车的另一个优点是,所有东西都完全暴露在外。没有盖子或金属板隐藏任何推动你沿着道路前进的工作部件——在自行车上,这一切都是公开的。许多有机械倾向的孩子都无法抗拒打破工具套件、拆开自行车的欲望!

在本文中,我们将看看自行车的所有不同部位,以便您可以完全理解这台机器的工作原理!

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自行车零件

为了谈谈自行车,首先命名所有部分都很好。这是典型自行车的照片:

自行车图像库

自行车
自行车最早出现在19世纪的欧洲。查看更多自行车图片.

自行车是由你能立即看到和识别的几个零件组成的。核心是框架. 自行车的车架是由焊接在一起的金属管制成的。每个管都有一个名称,如下所示:



  • 这个前叉是固定前轮的车架的可移动部分。
  • 这个车轮- 轮子由轮毂,辐条,金属边缘和橡胶制成轮胎.
  • 这个座位座位柱
  • 这个车把车把杆将车把连接到车架上的
  • 这个曲柄踏板
  • 这个制动器,包括把手上的执行器、制动拉索、制动卡钳和制动片
  • 这个链条齿轮由前链轮,后射轮,前后拨链器组成,车把和电缆上的换档杆

这就是自行车的全部!

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自行车轴承

自行车使用滚珠轴承减少摩擦。您可以在以下位置找到滚珠轴承:

  • 这个前后轮毂车轮
  • 这个底部支架,轴将两个踏板曲柄连接在一起
  • 这个叉子管,车把可以转动的地方
  • 这个踏板
  • 这个飞轮,它们在其中执行双重任务(在freewheel中,它们也有助于提供单向功能。)

叉管中的轴承是典型的,如下图所示:



滚珠轴承(黄色)装在外圈(红色)中。锥体(深蓝色)拧到连接到叉的浅蓝色管上。将内圈调整为足够紧,使叉中没有间隙,但不要太紧,使其挤压滚珠轴承并使其粘结。轮毂和踏板的工作方式完全相同,锥体提供调整功能。在曲柄轴中,其中一个外圈提供调整,而不是内圈。轴承中的一点点润滑脂使其更加光滑。

定期上,您必须拆卸围绕自行车上的轴承,以清除污垢并投入新鲜的油脂。有些昂贵的自行车有密封轴承盒不需要调整或润滑的。

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自行车齿轮


你可能已经看过有趣的“便士 - 铁切”或“高轮车”自行车的照片 - 带有巨大的前轮和一个微小的后轮。你甚至可能见过骑一个人的人游行或在电影中。这些自行车从1870年开始流行,但到世纪之交被“安全自行车”所取代。1900或1910年的自行车几乎就像你今天看到的任何自行车一样。今天的自行车有两个相同合理尺寸的轮子,自行车中间的一对踏板,然后是将踏板连接到后轮的链条。

那么为什么便士 - 偶然的自行车存在?在一条便士的自行车中,踏板和前轮直接相互连接,就像他们在孩子的三轮车上一样。这意味着当你一次转动踏板时,车轮就会绕过一次。这是建造自行车的廉价方式,但它有问题。想想孩子的三轮车。前轮的直径可以是16英寸(40厘米),或16×3.14 = 50英寸(127厘米)的圆周。这意味着每次通过前轮的一圈踏上三轮车踏板时,三轮车向前移动50英寸(127厘米)。假设孩子以60 rpm转动前轮,或每秒一革命。这意味着三轮车正向每秒前进50英寸。每小时只有2.8英里(4.5 kPH)。 If the kid pedals twice as fast, at 120 rpm, the trike is moving at just over 5 miles per hour (9 kph), and the kid looks like his legs are about to spin off because 120 rpm is a lot of pedaling!

如果成年人想要以合理的速度骑三轮车,那么也许15英里/小时(24 kPH),如果成年人不希望他或她的腿飞起来,那么三轮车的前轮必须非常大。如果成年人想要在60 rpm的踏板,前轮的直径需要84英寸 - 即直径为7英尺(超过2米)!

第一件事,使自行车有齿轮是事实,齿轮可以减少车轮的大小从7英尺的直径,以合理的。如文章所述如何齿轮工作,齿轮和齿轮比对于这个问题是一个很好的解决方案。例如,如果您在前链轮上的齿轮和后轮上有14齿的较小齿轮放置有42齿,则可以具有3比1的齿轮比。现在背轮可以是84英寸/ 3 = 28英寸(71厘米)的直径 - 关于普通自行车轮的尺寸。这是一种更安全的方法。

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自行车传动比

自行车多档背后的理念——无论是老式“10速”自行车还是现代自行车山地自行车使用24档,可以改变自行车在每次踏板行程中向前移动的距离。例如,普通自行车的车轮直径为26英寸。“最低的”传动比在自行车上可能是一个前链轮,带有22齿和具有30齿的后齿轮。这意味着齿轮比为0.73至1。对于每个踏板行程,后轮转弯0.73倍。换句话说,对于每个踏板行程,自行车向前移动约60英寸(以60 rpm踩踏速率约为3.4mph / 5.4kph)。自行车上的“最高”齿轮比可能是前链轮,具有44齿和具有11齿的后齿轮。这产生了4比1的齿轮比。使用26英寸的车轮,自行车向前移动326英寸,每个踏板行程向前移动。以60 rpm踩踏速率,自行车的速度为18.5英里/小时(30 kph)。通过将踩踏率加倍至120rpm,自行车的最大速度为37英里/小时(60 kPH)。3.4英里/小时到37英里/小时的范围很棒,它让骑手非常慢慢地爬上陡峭的山坡或几乎快速地比赛!这就是为什么自行车有齿轮。

前面的齿轮称为齿轮链轮. 大多数自行车都有两个或三个链轮,看起来像这样:

链轮

连接到后轮的是飞轮,看起来像这样:

自行车

飞轮上有五到九个档位,具体取决于自行车。自由轮在一个方向自由旋转,在另一个方向锁定。这使得骑手可以踩踏板,也可以不踩踏板——当不踩踏板时,自行车沿海(三轮车和一分钱一分钱的自行车缺少的另一个特点)。

要改变齿轮,自行车前后变速器.这是后炸弹仪的镜头:

变速器

后德莱尔有两个小齿轮,两者都自由旋转。炸弹刀头和下齿轮的目的是紧张链条。齿轮和臂与弹簧相连,以便齿轮始终向后拉动。当您换档时,您会注意到臂的角度会发生变化,以拉紧或释放松弛:

自行车臂

顶部齿轮非常接近飞轮。当你用手柄上的杠杆调整齿轮时,这个齿轮移动到飞轮上的另一个位置,并用它拖动链条。

齿轮

转动踏板时,链条会从一个档位自然滑动到下一个档位。

关于自行车的一切都很简单。这就是让它成为一台很棒的机器骑行 - 也是艺术的巨大机械工作!有关自行车和相关主题的更多信息,请查看下一页上的链接。

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