自行车是如何工作的

为了谈论自行车，最好从所有部件的名称开始。这是一辆典型的自行车的图片:

自行车图片库

自行车最早出现在19世纪的欧洲。查看更多自行车的照片．

自行车是由你能立即看到和识别的几个部件组成的。核心是框架．自行车的车架是由金属管焊接而成的。每个管子都有一个名字，如下所示:

• 的前叉是固定前轮的车架的可移动部分。
• 的轮子-车轮由轮毂、辐条、金属轮缘和橡胶制成轮胎．
• 的座位和座杆
• 的车把和手把杆把车把和车架连接起来
• 的曲柄和踏板
• 的刹车，由车把上的执行器、制动电缆、制动卡钳和刹车片组成
• 的链和齿轮，由前链轮、后飞轮、前后变速器、车把上的变速杆和钢缆组成

这就是一辆自行车的全部!

自行车使用滚珠轴承减少摩擦。您可以在以下地方找到滚珠轴承:

• 的前后轮毂的轮子
• 的下托架在那里，一个轴将两个踏板曲柄连接在一起
• 的叉管在那里，车把可以转动
• 的踏板
• 的随心所欲(在飞轮中，它们还帮助提供单向特性。)

叉管中的轴承是典型的，如下图所示:

球轴承(黄色)装在一个杯状(红色)中。锥体(深蓝色)拧在浅蓝色的管子上，连接在叉子上。圆锥体被调整到足够紧，以至于在叉子中没有玩耍，但又不是太紧，以至于挤压滚珠轴承，导致它们绑定。轮毂和踏板的工作方式完全相同，与锥提供调整。在曲轴，一个杯子提供的调整，而不是锥。在轴承里加一点油脂会使它们更光滑。

你必须定期拆卸自行车上的轴承，以清除污垢并放入新鲜的润滑脂。一些更贵的自行车有密封轴承墨盒无需调整或润滑。

你可能见过一幅看起来很滑稽的“大轮”或“高轮”自行车的图片——它们有一个巨大的前轮和一个极小的后轮。你甚至可能见过有人开着游行或者在电影里。这些自行车从1870年开始流行，但在世纪之交被“安全自行车”所取代。一辆1900年或1910年的自行车看起来几乎和你今天看到的任何一辆自行车一样。现在的自行车有两个大小相同的轮子，自行车中间有一对踏板，然后用链条把踏板和后轮连接起来。

那么为什么会有廉价自行车呢?在一辆廉价自行车里，踏板和前轮是直接相连的，就像孩子的三轮车一样。这意味着当你转动踏板一次，轮子就转一圈。这是一种便宜的制造自行车的方法，但它有一个问题。想想孩子的三轮车。前轮可能是16英寸(40厘米)的直径，或16 * 3.14 = 50英寸(127厘米)的周长。也就是说，一个孩子骑着三轮车的前轮每转一圈，三轮车就向前移动50英寸(127厘米)。假设这个孩子以每分钟60转的速度转动前轮，或者每秒转一圈。这意味着三轮车以每秒50英寸的速度向前移动。这仅仅是每小时2.8英里(4.5公里)。 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!

如果一个成年人想以一个合理的速度骑三轮车，也许15英里每小时(24公里每小时)，如果成年人不希望他或她的腿飞，那么三轮车的前轮必须相当大。如果成年人想以每分钟60转的速度踩踏板，前轮的直径需要是84英寸——也就是7英尺(超过2米)的直径!

导致自行车有齿轮的第一件事是齿轮可以减少车轮尺寸从7英尺直径到合理的东西。如文章所述齿轮的工作原理，齿轮和齿轮比是一个很好的解决这个问题。例如，如果你在前链轮上放一个有42个齿的齿轮，在后轮上放一个有14个齿的小齿轮，你就有一个3比1的齿轮比。现在后轮的直径可以达到84英寸/ 3 = 28英寸(71厘米)——大约是一个普通自行车车轮的大小。这是一个更安全的方法。

多档自行车的概念——无论是老式的“10速”自行车还是现代自行车山地自行车24档-是让你改变自行车前进的距离与每踏板的划动。例如，一辆普通的自行车的轮子直径是26英寸。“最低”齿轮传动比自行车上的前链轮可能有22个齿，后齿轮有30个齿。这意味着齿轮传动比是0.73比1。每一次踏板行程，后轮转0.73圈。换句话说，每踩一次踏板，自行车就向前移动60英寸(每分钟60转的踏板速度约为3.4英里/每小时5.4公里)。自行车上的“最高”齿轮比可能是前链轮有44个齿和后齿轮有11个齿。这就形成了4比1的齿轮传动比。26英寸的车轮，每踩一次踏板就向前移动326英寸。在每分钟60转的踏板速度下，自行车的速度是18.5英里每小时(30公里每小时)。通过将踏板速度增加一倍至每分钟120转，自行车的最高速度为每小时37英里(60公里)。3.4英里每小时到37英里每小时的速度范围是非常棒的，它可以让车手非常缓慢地爬上最陡峭的山，或者几乎和赛车一样快车！这就是为什么自行车有齿轮。

前面的齿轮叫做链的轮子．大多数自行车有两个或三个链轮，看起来像这样:

附在后轮上的是随心所欲，它看起来像这样:

飞轮上有5到9个档位，这取决于自行车。飞轮在一个方向自由旋转，在另一个方向锁定。这让骑车者要么踩踏板，要么不踩——不踩时，自行车就停了沿海地区(这是三轮车和廉价自行车所没有的另一个特点)。

为了换档，自行车有前轮和后轮变速器．这是后变速器的照片:

后变速器上有两个小齿轮，两者都可以自由旋转。变速器的臂和下齿轮的作用是张力链。齿轮和臂与弹簧相连，使齿轮始终向后拉。当你换档时，你会注意到手臂的角度发生了变化:

顶部的齿轮非常接近飞轮。当你用把手上的杠杆调整齿轮时，这个齿轮会移动到飞轮上的一个不同位置，并随之拖动链条。

当你转动踏板时，链条会自然地从一个档位滑到另一个档位。

关于自行车的一切都很简单。这就是为什么它是如此伟大的机器骑——也是一个伟大的机械艺术作品!有关自行车和相关主题的更多信息，请查看下一页的链接。