自行车的构造及其原理

自行车的构造及其原理

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引言

自行车是我们日常最为常见的交通工具之一，相信大部分人都对其非常熟悉，可你们知道吗，在自行车中蕴含着非常多巧妙的机械原理，大家在日常生活中都不以为意，并没有认真思考过。而我基于日常的观察和资料的查取，为大家介绍自行车中的一些巧妙的零部件，帮助我们更深刻地了解自行车的工作原理。

一、自行车的基本结构

自行车由车架、刹车、轮胎、脚踏、链条等25个部件组成，它的基本部件缺一不可。车架是自行车的骨架，车上装载人和货物的重量都要由它来承受。按照系统功能的不同，我们可以将自行车部件分为导向系统、驱动系统、制动系统：

1、导向系统：由车把、前叉、前轴、前轮等部件组成。乘骑者可

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以通过操纵车把来改变行驶方向并保持车身平衡。

2、驱动系统：由脚蹬、中轴、链轮、链条、飞轮、后轴、后轮等部件组成。骑行者通过蹬踏踏板驱使自行车前进。

3、制动系统：它由车闸部件组成、乘骑者可以随时操纵车闸，使行驶的自行车减速、停使、确保行车安全。

二、自行车中巧妙的机械构造

1、小钢珠大作用

自行车是人们代步的工具，应当骑起来越轻松、越灵活才，所以自行车轴承转动的地方普遍安有钢珠，也就是下面说的滚珠轴承。钢珠的作用是减小摩擦力，保护零件，提高使用效率，总所周知，在同样的压力下，滚动摩擦远小于滑动摩擦，若在其中经常加入润滑油，油膜会使接触面分离，我们使用自行车也会更省力。

自行车滚珠轴承的位置如下： ①车轮的前轮毂和后轮毂

②车的底架，其中有一根轴将两个脚踏板曲柄连在一起 ③车把的前叉管，用于使车把能够转动

④飞轮，这里的轴承有双重功能，除了减少摩擦外，还可以帮助

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实现单向功能。

2、飞轮

飞轮就是自行车链条后端的被动齿轮，它的里面有内螺纹，以便将其固定在后轴的右端，与链轮保持同一平面，并通过链条与链轮相连接，构成自行车的驱动系统。

由齿轮组数不同可将飞轮分为单级飞轮和多级飞轮两大类。单级飞轮又称单链轮片飞轮，安装于普通自行车，主要由外套、平挡、芯子、千斤、千斤簧、垫圈等零件组成。

单级飞轮工作原理：当向前踏动脚踏时，链条带动飞轮向前转动，此时飞轮内齿和千斤相含，飞轮的转动力通过千斤传到芯子，芯子带动后轴和后轮转动。当停止踏动脚踏板时，链条和飞轮都不旋转，但由于惯性，后轴和后轮仍会继续转动，这时飞轮内齿产生相对滑动，由此将芯子压缩到芯子的槽口内，千斤又压缩了千斤簧。当千斤齿顶滑到飞轮内齿顶端时，千斤簧被压缩得最多，再稍微向前滑一点，千斤被千斤簧弹到齿根上，发出“嗒嗒”的声响。当反向踏动脚踏时，外套反向转动，会加速千斤的滑动，使“嗒嗒”声响得更急促。

多级飞轮是在单级飞轮的基础上，增加几片飞轮片，每个飞轮片的齿数不同，它们分别与中轴上的链轮结合，组成各种不同的传递比，

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从而改变了自行车的速度，因此多级飞轮是自行车变速装置中的一个重要部件。

3、自行车的链传动及其变速原理

自行车的传动部分是链式传动式机构，它的传动装置包括：主动齿轮（轮盘）、被动齿轮（飞轮）、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，一般来说，轮盘齿轮的齿数要多于飞轮的齿数，也就是说人每踏蹬一周，被动齿轮转的圈数会多于一周。

齿轮比:主动轮对被动轮的齿数之比为齿轮比。以Y代表齿轮比，C代表主动齿轮的齿数，n代表被动齿轮的齿数，它们之间的关系用公式表示，即Y=c/n例如：某车车轮盘为48齿，飞轮为16齿，代入公式即可求出齿轮比为3。也就是说蹬踏轮盘一周，飞轮转三周，也就是后车轮转三周。

虽然说增大齿轮比可以加快自行车的速度，但同样不要忽视，该情况下的链传动是费力杠杆，齿轮比越大，蹬踏就越费力，基于此综合考虑，在实际情况中，不论自行车侧的型号，齿轮比都大约在2-4。

传动比：齿轮比乘以后车轮直径，即为传动比。

变速车调节档位靠的正是改变齿轮比来调节传动比，从而达到省

力或者增加速度的目的。当转动变速器时，推手将作用于换挡变速器，将链条向里而改变前后齿轮的齿轮比，实现不同的变速要求。前面的前链轮的换挡原理和后轮基本一致，只是方向不同。

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