邯鄲輿樂戶外自行車體育俱樂部工作匯報
邯鄲輿樂戶外自行車體育俱樂部工作匯報
輿樂戶外自行車體育俱樂部以促進全民健身、豐富民眾文體生活為宗旨,突出推廣健康、低炭、運動、休閑的新時期自行車騎行運動理念,在不斷提高專業(yè)指導(dǎo)管理水平的的同時,依照公益活動、自愿參加、自覺互助、費用自理、風險自負的活動原則,開展了一系列廣受歡迎的自行車戶外休閑健身活動。
每日夜騎和晨騎活動:春夏秋三季,每日晚8時和早6時,分別由志愿領(lǐng)隊組織在市區(qū)北部高新技術(shù)開發(fā)區(qū)路段和市區(qū)南部高教區(qū)路段開展短矩騎行運動。
周末郊游騎行活動:
每個周末,組織認真負責的熱心騎友志愿擔任領(lǐng)隊,設(shè)計1到3條以上1日或2日的騎行線路,目的地以邯鄲周邊景區(qū)景點為主,里程50-150公里/日,常年如此。
假期長途騎行活動:
逢各個長假,設(shè)計3日以上的長途騎行活動,滿足騎行愛好者的進一步運動休閑需求。較有代表性的活動有:騎行拉薩迎火車、環(huán)青海湖迎奧運、老騎友騎行東三省、綠色川藏行、穿越太行挑戰(zhàn)賽等長途騎行活動。特殊節(jié)日騎行宣傳活動:
積極參與策劃節(jié)日騎行宣傳活動,推廣健康、低炭、公益的生活理念。如婦女節(jié)“騎時你很美”環(huán)城騎行、918騎友獻熱血、一人多帶一本書支教山區(qū)小學(xué)、騎行捐助弱勢群體、無車日環(huán)城騎行、元旦迎新環(huán)城騎行活動等。
年度常設(shè)騎行活動:
1、每年10月份,擇地舉辦邯鄲自行車比賽,以邯鄲選手為主,嘗試吸引外地車友參
賽,已成功在趙王城遺址、峰峰老道泉、廉頗墓舉辦了三屆。
2、年終優(yōu)秀領(lǐng)隊、騎友表彰感恩聯(lián)歡會。對一年來認真負責的優(yōu)秀領(lǐng)隊和有突出表現(xiàn)
的騎友進行表彰。
3、今年4月嘗試舉辦春季“布谷節(jié)”騎行活動,以后每年一屆。
騎行安全常識講座:
聯(lián)合醫(yī)療、保險機構(gòu),舉辦自行車騎行常識、安全常識講座,已于去年8月和今年3月成功舉辦兩次,計劃今年至少一個季度一次,力爭實現(xiàn)每月一期,促進騎行活動步入規(guī)范化、專業(yè)化軌道。
擴展閱讀:自行車上的力學(xué)知識(車店培訓(xùn)改編版)
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自行車上的物理學(xué)知識
自行車上的物理學(xué)知識
邯鄲輿樂戶外自行車俱樂部選編201*/12/3
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自行車上的物理學(xué)知識一、課題研究目的
自行車是人們普遍使用的“綠色”交通工具,通過研究自行車上的力學(xué)知識,了解自行車的結(jié)構(gòu),以及每一個零件的作用,使人們更好的認識、利用自行車,讓自行車更好的為人類服務(wù)。
二、課題操作過程:(簡略提綱)
步驟1:了解自行車的具體構(gòu)造,包括:車架、導(dǎo)向系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng),及制動系統(tǒng)。
步驟2:逐步分析自行車上的力學(xué)知識涉及到的力學(xué)原理(如靜摩擦、滑動摩擦、滾動摩擦、杠桿等)。
步驟3:對研究成果進行總結(jié)。三、課題正文
自行車的車架、輪胎、腳踏、剎車、鏈條等25個部件中,其基本部件缺一不可。其中,車架是自行車的骨架,它所承受的人和貨物的重量最大。按照各部件的工作特點,大致可將其分為導(dǎo)向系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、制動系統(tǒng):
1、導(dǎo)向系統(tǒng):由車把、前叉、前軸、前輪等部件組成。乘騎者可以通過操縱車把來改變行駛方向并保持車身平衡。2、驅(qū)動(傳動或行走)系統(tǒng):由腳蹬、中軸、鏈輪、曲柄、鏈條、飛輪、后軸、后輪等部件組成。人的腳的蹬力是
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靠腳蹬通過曲柄,鏈輪、鏈條、飛輪、后軸等部件傳動的,從而使自行車不斷前進。
3、制動系統(tǒng):它由車閘部件組成、乘騎者可以隨時操縱車閘,使行駛的自行車減速、停使、確保行車安全。此外,為了安全和美觀,以及從實用出發(fā),還裝配了車燈,支架等部件。
下面來具體介紹一些與力學(xué)知識有關(guān)的自行車部件:1、車架部件是構(gòu)成自行車的基本結(jié)構(gòu)體,也是自行車的骨架和主體,其他部件也都是直接或間接安裝在車架上的。
車架部件的結(jié)構(gòu)形式有很多,但總體可以分為兩大類:即男式車架和女式車架。
車架一般采用普通碳素銅管經(jīng)過焊接、組合而成。為了減輕管重量,提高強度,較高檔的自行車采用低合金鋼管制造。為了減少快速行駛的阻力,有的自行車還采用流線型的鋼管。
由于自行車是依靠人體自身的驅(qū)動力和騎車技能而行駛的,車架便成為承受自行車在行駛中所產(chǎn)生的沖擊載荷以及能否舒適、安全地運載人體的重要結(jié)構(gòu)體,車架部件制造精度的優(yōu)劣,將直接影響乘騎的安全、平穩(wěn)、和輕快。一般輻條是等徑的,為了減輕重力,也有制成兩端大、中間小的變徑輻條,還有為了減少空氣阻力將輻條制成扁流線型2、外胎:分軟邊胎和硬邊胎兩種。軟邊胎斷面較寬,能
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全部裹住內(nèi)胎,著地面積比較大,能適宜多種道路行駛。硬邊胎自重輕,著地面積小適宜在平坦的道路上行駛,具有阻力小,行駛輕快等優(yōu)點。
外胎上的花紋是為了增加與地面的摩擦力。山地自行車的外胎寬度特別寬,花紋較深也是適應(yīng)越野山地用。3、腳蹬部件:腳蹬部件裝配在中軸部件的左右曲柄上,是一個將平動力轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動力的裝置,自行車騎行時,腳踏力首先傳遞給腳蹬部件,,然后由腳蹬軸轉(zhuǎn)動曲柄,中軸,鏈條飛輪,使后輪轉(zhuǎn)動,從而使自行車前進。因此腳蹬部件的結(jié)構(gòu)和規(guī)格是否合適,將直接影響騎車人的放腳位置是否合適,自行車的驅(qū)動能否順利進行。
腳踏:可分為整體式腳踏和組合式腳踏。無論什么款式的腳踏都必須有腳踏面,必須安全可靠,具有一定的防滑性能,可以選用橡膠、塑料或金屬材料制造。腳踏必須轉(zhuǎn)動靈活。
4、前叉部件:前叉部件在自行車結(jié)構(gòu)中處于前方部位,它的上端與車把部件相連,車架部件與前管配合,下端與前軸部件配合,組成自行車的導(dǎo)向系統(tǒng)。
轉(zhuǎn)動車把和前叉,可以使前輪改變方向,起到了自行車的導(dǎo)向作用。此外,還可以起到控制自行車行駛的作用。
前叉部件的受力情況屬懸臂梁性質(zhì),故前叉部件必須具有足夠的強度等性質(zhì)。
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5、鏈條:鏈條又稱車鏈、滾子鏈,安裝在連輪和飛輪上。其作用是將腳踏力由曲柄、鏈輪傳遞到飛輪和后輪上,帶動自行車前進。
鏈輪:用高強度鋼材制成,保證其達到需要的拉力。6、飛輪:飛輪以內(nèi)螺紋旋擰固定在后軸的右端,與鏈輪保持同一平面,并通過鏈條與鏈輪相連接,構(gòu)成自行車的驅(qū)動系統(tǒng)。從結(jié)構(gòu)上可分為單級飛輪和多級飛輪兩大類。
單級飛輪又稱為單鏈輪片飛輪,主要由外套、平擋和芯子、千斤、千斤簧、墊圈、絲擋幾鋼球等零件組成。
其單級飛輪工作原理:當向前踏動腳踏是,鏈條帶動飛輪向前轉(zhuǎn)動,這時飛輪內(nèi)齒和千斤相含,飛輪的轉(zhuǎn)動力通過千斤傳到芯子,芯子帶動后軸和后輪轉(zhuǎn)動,自行車就前進了。
當停止踏動腳踏板時,鏈條和外套都不旋轉(zhuǎn),但后輪在慣性作用下仍然帶動芯子和千斤向前轉(zhuǎn)動,這時飛輪內(nèi)齒產(chǎn)生相對滑動,由此將芯子壓縮到芯子的槽口內(nèi),千斤又壓縮了千斤簧。當千斤齒頂滑到飛輪內(nèi)齒頂端時,千斤簧被壓縮得最多,再稍微向前滑一點,千斤被千斤簧彈到齒根上,發(fā)出“嗒嗒”的聲響。芯子轉(zhuǎn)動加快,千斤也很快在各個飛輪內(nèi)齒上滑動,發(fā)出“嗒嗒”的聲音。當反向踏動腳踏時,外套反向轉(zhuǎn)動,會加速千斤的滑動,使“嗒嗒”聲響得更急促。多級飛輪是自行車變速裝置中的一個重要部件。
多級飛輪是在單級飛輪的基礎(chǔ)上,增加幾片飛輪片,與
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中軸上的鏈輪結(jié)合,組成各種不同的傳遞比,從而改變了自行車的速度。
7、車閘:是保證騎乘者安全的結(jié)構(gòu),按制動點的位置來分,可以分為輪緣閘和軸閘兩大類,我們重點介紹最常見的輪緣閘。
輪緣閘是一種通過機械杠桿、推桿、拉桿或鋼絲繩等直接將高摩擦因素的閘皮壓向車圈邊緣后輪胎,將轉(zhuǎn)動中的車輪剎停的裝置。
輪緣閘結(jié)構(gòu)簡單,維修保養(yǎng)方便,因此被廣泛使用。但是,如果接觸車圈輪緣不正,或雨水淋濕的影響,會降低摩擦,從而影響制動的效果。常見的有:
普通閘:優(yōu)點為接觸面合理,制動力矩大,制動靈敏,剎車性能可靠,結(jié)構(gòu)簡單和安裝修理方便。
鉗形閘:當剎車時,其左右閘叉和閘皮就像鉗子一樣,緊緊地鉗住車圈的兩個端邊,達到使車減速或停的目的。優(yōu)點是剎車時力臂大,制動效果好,傳動零件少,調(diào)節(jié)和維修方便,重力輕,外形美觀。
懸臂閘:優(yōu)點為懸臂閘剎車時的力矩比鉗形閘更大,制動性能好,結(jié)構(gòu)簡單,重力輕,調(diào)節(jié)和維修方便。
前觸閘:前觸閘是靠杠桿原理制動的。當手握緊閘把時,閘把的另一頭將接頭、拉桿、拉管向下壓,使閘皮向下壓至與輪胎接觸,產(chǎn)生摩擦制動力。其缺點是剎車效果與輪胎充
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氣程度有關(guān)。充氣不足時,會使摩擦力減小,影響剎車效果。
腳閘:優(yōu)點為由于剎車是用腳力的,所以在腳閘上產(chǎn)生的正壓力越大,剎車效果越好。
閘的優(yōu)點:剎車的制動點不在輪緣上,不會損壞車圈的電鍍層。8、其他:
鞍座的長度、寬度的鞍梁的結(jié)構(gòu)是以車型和乘騎者的性別、習(xí)慣來確定。鞍座的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)充分考慮乘騎者舒適。它依靠鞍管與車架作鋼性連接,用來承受人體的重量。具體來說:
鞍座面:是人體體重的支撐面,具有良好的強度和彈性,它由鞍座面皮和墊皮組成。
鞍座架:又稱鞍梁,是鞍座的主體,其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,一般由前后撐板,左右鞍撐,上下梁組成,并連接和支撐鞍面。
鞍座簧:實質(zhì)上是鞍座架的一部分。它支撐著鞍座架和鞍座面,起著緩沖和減震的作用。鞍座簧的形式有立簧、臥簧和拉簧等幾種。
鞍座夾:又稱鞍座卡,是由夾緊螺釘,座夾和夾板等組成,用來將鞍座固定在鞍簧上。
自行車的變速原理:
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從機械原理角度來看,主動輪和從動輪相互間的大小決定其傳動比的大小。對一輛自行車來說,其騎行速度的快慢主要取決于裝置中鏈輪直徑大。X數(shù))和飛輪直徑大。X數(shù))之比這個比率稱為“速比”。用字母表示為I=Z1/Z2(Z1:鏈輪齒數(shù)。Z2:飛輪齒數(shù)。I:速比)影響自行車速度快慢的因素:
騎車者騎行時的輸出功率:
V=P/f(V:騎行速度。P:人輸出功率。f:騎行阻力)
受阻力的影響:
A:空氣阻力f空=k空*F*V2
(f空:空氣阻力。k空:空氣阻力系數(shù)。F:受風。V:騎行速度)
B:滾動阻力f滾=(G1+G2)k滾
(f滾:滾動阻力。G1:自行車重力。G2:自行車和
人共重。k滾:滾
動阻力系數(shù)。)要減小滾動阻力就要減少自行車的重
力和減少滾動阻
力,摩擦因素。
C:爬坡阻力:坡度越大,爬坡阻力就越大。D:加速阻力:只是在加速時產(chǎn)生的。
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fa=G+G當/g*a(fa:加速阻力G:自行車重G當:轉(zhuǎn)動相當重力)
近幾年來,人們又研究出了一些提高自行車穩(wěn)定性的部件,例如:避震前叉:車胎充足氣后,車輪與道路的接觸面積小,摩擦阻力相應(yīng)減小,使得行駛較輕松。但是,一旦遇上高低不平的道路,就會顛簸不穩(wěn),特別是前叉震動更加厲害。采用避震前叉可以起到以下一些作用:
將車架和前輪彈性的連接在一起,可吸收并緩解因路面不平而傳遞給車架的沖擊和震動,保持乘騎舒適和平穩(wěn)。
由于減震裝置具有緩沖作用,可以避免某些零件因過分震動而損壞。
減震裝置能傳遞垂直力,驅(qū)動力,側(cè)向力以及相應(yīng)產(chǎn)生的力矩,確保騎行舒暢。
隨著人民的物質(zhì)生活水平的提高,自行車也一定不斷改進,性能一定會越來越好,品種也一定會越來越多。我們現(xiàn)在所學(xué)的知識畢竟是有限的,自行車上的力學(xué)知識還有很多,根據(jù)我們現(xiàn)在所學(xué)的知識和所查的一些資料,作出以上介紹,若有不足之處,請指出并改正。四、課題研究體會
通過本次課題研究,使我們熟悉了自行車的結(jié)構(gòu)構(gòu)造及工作原理,鍛煉了查找資料的能力和社會實踐能力,自行車中很多物理知識,使我們更加感覺到學(xué)習(xí)和實踐的重要性,
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我們以后會更加努力的學(xué)習(xí),更加積極地參加社會實踐活動。
自行車的介紹
自行車(bicycle)
人力腳踏驅(qū)動的兩輪車。又稱腳踏車、單車。無噪聲、無污染、自重輕、結(jié)構(gòu)簡單、造價低、使用維修方便,廣泛用于交通代步、運載貨物、體育鍛煉和競賽等。
自行車的發(fā)展沿革
1790年,有個法國人名叫西夫拉克,他特別愛動腦筋。有一天,他行走在巴黎的一條街道上,因為前一天下過雨,路上積了許多雨水,很不好走.突然,一輛四輪馬車從身后滾滾而來,那條街比較狹窄,馬車又很寬,西夫拉克躲來躲去幸而沒有被車撞倒,還是被濺了一身泥巴和雨水.別人看見了,替他難過,還氣得直罵,想喊那輛馬車停下,講理交涉.西夫拉克卻喃喃地說:"別喊了,別喊了,讓他們?nèi)グ?"馬車走遠了,他還呆呆地站在路邊。他在想:路這么窄,行人又那么多,為什么不可以把馬車的構(gòu)造改一改呢應(yīng)當把馬車順著切掉一半,四個車輪變成前后兩個車輪……他這樣一想,回家就動手進行設(shè)計。經(jīng)過反復(fù)試
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驗,于1791年第一架代步的"木馬輪"小車造出來了.這輛小車有前后兩個木質(zhì)的車輪子,中間連著橫梁,上面安了一個板凳,像一個玩具俱似的.由于車子還沒有傳動鏈條,靠騎車人雙腳用力蹬地,小車才能慢慢地前進,而且車子上也無轉(zhuǎn)向裝置,只能直行,不會拐彎,出門騎一會兒就累得滿身大汗。
剛剛出現(xiàn)的新東西總是不那么完善的.西夫拉克并不灰心,他繼續(xù)想辦法加以改進?上,不久他因病去世了。
1818年,在德國有個看林人名叫德萊斯,他每天從村東的這一片樹林,走到村西的另一片樹林,年年如此。他想:如果人坐在車子上,走走停停,隨心所欲,不是很瀟灑嗎?德萊斯開始制作木輪車,樣子跟西夫拉克的差不多。不過,在前輪上加了一個控制方向的車把子,可以改變前進的方向。但是騎車對依然要用兩只腳,一下一下地蹬踩地面,才能推動車子向前滾動.當?shù)氯R斯騎車出門試驗的時候,一路上遭到不少人的嘲笑。盡管如此,他還是十分喜歡自己創(chuàng)作的這架"可愛的小馬崽"。
1840年,英格蘭的鐵匠麥克米倫,弄到了一輛破舊的"可愛的小馬崽"。他在后輪的車軸上裝上曲柄,再用連桿把曲柄和前面的腳蹬連接起來,并且前后輪都用鐵制的,前輪大,后輪小.當騎車人踩動腳蹬,車子就會自行運動起未,向前跑去.這樣一
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來,就使騎車人的雙腳真正離開地面,以雙腳的交替踩動變?yōu)檩喿拥臐L動,大大地提高了行車速度.1842年,麥克米倫騎上這種車,一天跑了20公里,由于不小心,踩車的速度過快,撞倒了路上的一個小女孩,因此而被警察抓住,并處以罰款.其罪名是野蠻騎車。
1861年,法國的米肖父子,原本職業(yè)是馬車修理匠,他們在前輪上安裝了能轉(zhuǎn)動的腳蹬板;車子的鞍座架在前輪上面,這樣除非騎車的技術(shù)特別高超,否則就抓不穩(wěn)車把,會從車子上掉下來。他們把這輛兩輪車冠以"自行車"的雅名,并于1867年在巴黎博覽會上展出,讓觀眾大開眼界。
1869年,英國的雷諾看了法國的自行車之后,覺得車子太笨重了,開始琢磨如何把自行車做得輕巧一些。他采用鋼絲輻條來拉緊車圈作為車輪;同時,利用細鋼棒來制成車架,車子的前輪較大,后輪較小.從而使自行車自身的重量減小一些.從西夫拉克開始,一直到雷諾,他們制作的5種型式的自行車都與現(xiàn)代自行車的差別較大。
真正具有現(xiàn)代形式的自行車是在1874年誕生的。英國人羅松在這一年里,別出心裁地在自行車上裝上了鏈條和鏈輪,用后輪的轉(zhuǎn)動來推動車子前進.但仍然是前輪大,后輪小,看起來
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不夠協(xié)調(diào),不穩(wěn)定。
1886年,英國的斯塔利,是一位機械工程師,從機械學(xué),運動學(xué)的角度設(shè)計出了新的自行車樣式,為自行車裝上了前叉和車閘,前后輪的大小相同,以保持平衡,并用鋼管制成了菱形車架,還首次使用了橡膠的車輪。斯塔利不僅改進了自行車的結(jié)構(gòu),還改制了許多生產(chǎn)自行車部件用的機床,為自行車的大量生產(chǎn)利推廣應(yīng)用開辟了寬闊的前景,因此他被后人稱為"自行車之父"。斯塔利所設(shè)計的自行車車型與今天自行車的樣子基本一致了。
1888年,愛爾蘭的獸醫(yī)鄧洛普,從醫(yī)治牛胃氣膨脹中得到啟示,他把家中花園里用來澆水的橡膠管粘成圓形,打足了氣,裝在自行車輪子上,前往參加騎自行車比賽,居然名列前茅,引起了人們極大的興趣。充氣輪胎是自行車發(fā)展史上一個劃時代的創(chuàng)舉,它增加了自行車的彈性,不會因路面不平而震動;同時大大地提高了行車速度,減少了車輪與路面的摩擦力.這樣,就根本上改變了自行車的騎行性能,完善了自行車的使用功能.由此可知,從18世紀末葉起,一直到20世紀初期,自行車的發(fā)明和改進,經(jīng)歷了大約200年的時光,有許多人為之奮斗不息,才演變成現(xiàn)在這種騎行自如的樣式。
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自行車的主要組成
①車體部分,包括車架、前叉、車把、鞍座和前叉合件等,是自行車的主體。
②傳動部分,包括腳蹬、曲柄、鏈輪、鏈條、中軸和飛輪等,由人力踩動腳蹬,通過以上傳動件帶動車輪旋轉(zhuǎn),驅(qū)車前行。③行動部分,即前后車輪、包括前后軸部件、輻條、輪輞(車圈)、輪胎等。
④安全裝置,包括制動器(車閘)、車燈、車鈴、反射裝置等。
根據(jù)需要,還可增加一些附件,如支架、衣架、保險叉、擋泥板、氣筒等。另外,裝有變速機構(gòu)的運動車、競賽車、山地車等還裝有變速控制器和前后撥鏈器等。
自行車的種類
根據(jù)用途可分為載重車、普通車、輕便車、運動車、競賽車、山地車、特種車(如健身車、雜技車)等。根據(jù)使用對象可以分為男車、女車和童車等。根據(jù)車輪直徑大小可以分為71厘米車、66厘米車、61厘米車等。根據(jù)車架等主體部件的用材可以分為碳鋼車、合金鋼車、鋁合金
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車等。根據(jù)車架的結(jié)構(gòu)可以分為桿疊車、可拆卸車和整體車等。
自行車的潤滑:
自行車是量大面廣的人力機械,潤滑結(jié)構(gòu)型式有滑動摩擦和滾動摩擦,有點摩擦和線摩擦,有流體潤滑和邊界潤滑,有油潤滑和脂潤滑。
自行車的關(guān)鍵運動摩擦部位是中軸和前、后軸,都是使用滾珠軸承,用2號鈣基潤滑脂潤滑。每次檢修時都要將滾珠和珠槽及擋蓋清洗干凈,向珠槽內(nèi)涂勻2號鈣基潤滑脂,沿軸周圍擺滿表面光滑完整滾圓并顆粒均勻,大小一致的專用滾珠(珠子),而后上好擋蓋,切勿使塵土雜質(zhì)混入。而后每一季度或半年向加油孔(有油孔的)或軸端滴2-5滴自行車潤滑油,或40℃,粘度7-15mm2/s的低粘度潤滑油。但在加油之前一定要清除加油孔或軸端附近的塵埃污物,以免造成磨損。一般用潤滑脂潤滑時不能混用潤滑油,油與脂在一般情況下不能混合。但在自行車上是特殊情況,為簡化設(shè)備而無脂嘴,只有補加潤滑油,以改善潤滑。
其次鏈條和齒輪盤的潤滑,這里是滑動摩擦和滾動摩擦的混合摩擦,且大部分處于邊界潤滑狀態(tài),因而摩擦條件較苛刻,一定要用粘附性和潤滑性較好的潤滑油潤滑,尤其大多數(shù)都是開放式,在塵埃較多的情況下工作的,對鏈條和齒輪盤的磨損嚴重,因而要根據(jù)情況隨時(季度或半年)清洗干凈,
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換用新油,最用用粘度較大的潤滑油(40℃粘度10-20mm2/s),但一般也用和向三軸加的同樣潤滑油,這樣較為方便。
1、自行車上的摩擦知識。
①自行車外胎為什么要有凸凹不平的花紋
摩擦力的大小跟兩個因素有關(guān):壓力的大小、接觸面的粗糙程度。壓力越大,摩擦力越大;接觸面越粗糙,摩擦力越大。自行車外胎有凸凹不平的花紋,這是通過增大自行車與地面間的粗糙程度,來增大摩擦力的,其目的是為了防止自行車打滑。
②自行車為什么能前進?
當我們騎在自行車上時,由于人和自行車對地面有壓力,輪胎和地面之間不光滑,因此自行車與路面之間有摩擦,不過,要問自行車為何能前進?這還是依靠后輪與地面之間的摩擦而產(chǎn)生的,這個摩擦力的方向是向前的。那前輪的摩擦力是干什么的?阻礙車的運動!其方向與自行車前進方向相反。正是這兩個力大小相等,方向相反,所以自行車作勻速運動。不過,當人們在地上推自行車前進時,前輪和后輪的摩擦力方向都向后。那誰和這兩個力平衡呢?腳對地面的摩擦力向
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前!
③剎車以后,自行車為何能停止?
剎車時,剎皮與車圈間的摩擦力,會阻礙后輪的轉(zhuǎn)動。手的壓力越大,剎皮對車圈的壓力就越大,產(chǎn)生的摩擦力也就越大,后輪就轉(zhuǎn)動的越慢。如果完全剎死,這時后輪與地面之間的摩擦就變?yōu)榛瑒幽Σ亮Γㄔ瓉頌闈L動摩擦,方向向前),方向向后,阻礙了自行車的運動,因此就停下來了。
④自行車哪些地方安有鋼珠?為什么安鋼珠?
在自行車的前軸、中軸、后軸、車把轉(zhuǎn)動處,腳蹬轉(zhuǎn)動處等地方,都安有鋼珠。
人們騎自行車總是希望輕松、靈活、省力。而用滾動代替滑動就可以大大減小摩擦力,因此要在自行車轉(zhuǎn)動的地方安裝鋼珠,我們可以經(jīng)常加潤滑油,使接觸面彼此離開,這樣就可以使摩擦力變得更小。
2、自行車上的杠桿、輪軸知識。
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①自行車上的杠桿
A、控制前輪轉(zhuǎn)向的杠桿:自行車的車把,是省力杠桿,人們用很小的力就能轉(zhuǎn)動自行車前輪,來控制自行車的運動方向和自行車的平衡。
B、控制剎車閘的杠桿:車把上的閘把是省力杠桿,人們用很小的力就能使車閘以較大的壓力壓到車輪的鋼圈上。
②自行車上的輪軸
A、中軸上的腳蹬和花盤齒輪:組成省力輪軸(腳蹬半徑大于花盤齒輪半徑)。
B、自行車手把與前叉軸:組成省力輪軸(手把轉(zhuǎn)動的半徑大于前叉軸的半徑)。
C、后軸上的齒輪和后輪:組成費力輪軸(齒輪半徑小于后輪半徑)。
3、自行車上的氣壓知識。
自行車內(nèi)胎充氣:早期的各種輪子都是木輪、鐵輪,顛簸不
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已。現(xiàn)代自行車使用充氣內(nèi)胎主要是使胎內(nèi)的壓強增大,可以起到緩沖的作用,同時可以減小自行車前進的阻力。
氣門芯的作用:充氣內(nèi)胎上的氣門芯,起著單向閥門的作用,只讓氣體進入,不讓氣體外漏,方便進氣,保證充氣內(nèi)胎的密封。
4、自行車上光學(xué)知識。
自行車上的紅色尾燈,不能自行發(fā)光,但是到了晚上卻可以提醒司機注意,因為自行車的尾燈是由很多蜂窩狀的“小室”構(gòu)成的,而每一個“小室”是由三個約成90度的反射面組成的。這樣在晚上時,當后面汽車的燈光射到自行車尾燈上,
就會產(chǎn)生反射光,由于紅色醒目,就可以引起司機的注意。自行車中增大和減小摩擦的措施
自行車的外胎,車把手塑料套,踏板套,閘把套等處均有凹凸不平的花紋以增大摩擦.剎車時,手用力握緊車閘把,增大剎車皮對車輪鋼圈的壓力,以達到制止車輪滾動的目的.剎車時,車輪不再滾動,而在地面上滑動,變滾動為滑動后,摩擦大大增加,所以車能夠迅速制動.
車的前軸,中軸及后軸均采用滾動軸承以減小摩擦,在這些部件上,人們常常加潤滑油進一步減小摩擦.
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(1)增大和減小摩擦自行車上的力學(xué)知識
車的座墊下安有粗的螺旋狀的彈簧,利用它的緩沖作用以減小震動.
(2).彈簧的減震作用自行車上的力學(xué)知識5、壓強知識
自行車的車胎上刻有載重量,明確告訴人們:不能超載,如車載過量,車胎受力面積不變,則車胎受到太大的壓強將被壓破.1.自行車負重2.車座上的物理
座墊呈馬鞍型,它能夠增大座墊與人體的接觸面積以減小臀部所受壓強,使人騎車時感到較舒適.
自行車上的力學(xué)知識。
自行車在我國是很普及的代步和運載工具。在它的“身上”運用了許多力學(xué)知識。
1.測量中的應(yīng)用
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在測量跑道的長度時,可運用自行車。如普通車輪的直徑為0.71米或0.66米。那么轉(zhuǎn)過一圈長度為直徑乘圓周率π,即約2.23米或2.07米,然后,讓車沿著跑道滾動,記下滾過2.23米或n×2.07米。的圈數(shù)n,則跑道長為n×2.力和運動的應(yīng)用
(1)減小與增大摩擦。
車的前軸、中軸及后軸均采用滾動以減小摩擦。為更進一步減小摩擦,人們常在這些部位加潤滑劑。
多處刻有凹凸不平的花紋以增大摩擦。如車的外胎,車把手塑料套,蹬板套、閘把套等。變滾動摩擦為滑動摩擦以增大摩擦。如在剎車時,車輪不再滾動,而在地面上滑動,摩擦大大增加了,故車可迅速停駛。而在剎車的同時,手用力握緊車閘把,增大剎車皮對鋼圈的壓力以達到制止車輪滾動的目的。
(2)彈簧的減震作用。
車的座墊下安有許多根彈簧,利用它的緩沖作用以減小震動。
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3.壓強知識的應(yīng)用
(1)自行車車胎上刻有載重量。如車載過重,則車胎受到壓強太大而被壓破。
(2)座墊呈馬鞍型,它能夠增大座墊與人體的接觸面積以減小臀部所受壓強,使人騎車不易感到疲勞。
4.簡單機械知識的應(yīng)用
自行車制動系統(tǒng)中的車閘把與連桿是一個省力杠桿,可增大對剎車皮的拉力。自行車為了省力或省距離,還使用了輪軸:腳蹬板與鏈輪牙盤;后輪與飛輪及龍頭與轉(zhuǎn)軸等。
5.功、機械能的知識運用
(1)根據(jù)功的原理:省力必定費距離。因此人們在上坡時,常騎“S形”路線就是這個道理。
(2)動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化。
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如騎車上坡前,人們往往要加緊蹬幾下,就容易上去些,這里是動能轉(zhuǎn)化為勢能。而騎車下坡,不用蹬,車速也越來越快,此為勢能轉(zhuǎn)化為動能。
6.慣性定律的運用
快速行駛的自行車,如果突然把前輪剎住,后輪為什么會跳起來。這是因為前輪受到阻力而突然停止運動,但車上的人和后輪沒有受到阻力,根據(jù)慣性定律,人和后輪要保持繼續(xù)向前的運動狀態(tài),所以后輪會跳起來。
切記下坡或高速行駛時,不能單獨用自行車的前閘剎車,否則會出現(xiàn)翻車事故!
(一)運動和力的應(yīng)用
自行車的外胎,車把手塑料套,踏板套,閘把套等處均有凹凸不平的花紋以增大摩擦.剎車時,手用力握緊車閘把,增大剎車皮對車輪鋼圈的壓力,以達到制止車輪滾動的目的.剎車時,車輪不再滾動,而在地面上滑動,變滾動為滑動后,摩擦大大增加,所以車能夠迅速制動.
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車的前軸,中軸及后軸均采用滾動軸承以減小摩擦,在這些部件上,人們常常加潤滑油進一步減小摩擦.
1.增大和減小摩擦
自行車上的力學(xué)知識
車的座墊下安有粗的螺旋狀的彈簧,利用它的緩沖作用以減小震動.
2.彈簧的減震作用
自行車上的力學(xué)知識
(二)壓強知識的應(yīng)用
自行車的車胎上刻有載重量,明確告訴人們:不能超載,如車載過量,車胎受力面積不變,則車胎受到太大的壓強將被壓破.
1.自行車負重
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2.車座上的物理
座墊呈馬鞍型,它能夠增大座墊與人體的接觸面積以減小臀部所受壓強,使人騎車時感到較舒適.
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(三)簡單機械知識的應(yīng)用
自行車制動系統(tǒng)中的車閘把與連桿是一個省力杠桿,可增大剎車皮的拉力.另外,鏈輪牙盤與腳蹬,后輪與飛輪,車龍頭與轉(zhuǎn)軸等都是輪軸,利用它們可以省力.
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(四)功和能的知識運用
1,人們在騎自行車上較陡的坡時,往往走"S"形路線,這是根據(jù)功的原理.如圖,坡長相當于斜面長,坡高相當于斜面高,根據(jù)功的原理:W1=W2,即FL=Gh,亦可寫作:,可看出,斜面長L是斜面高h的幾倍,所用的力F就是重力G的幾分之一,所以,在高度h不變的情況下,斜面越長越省力,走"S"形路線是為
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了增大斜面長,從而能順利上坡.
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(四)功和能的知識運用
2,動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化
騎自行車上坡前,人們往往要加緊蹬幾下,使車的速度(動能)增大,"動能沖坡",以較大的動能轉(zhuǎn)化為較大勢能,能夠較容易到達坡頂.而騎車下坡時,不用腳蹬,車速也越來越快,這是勢能轉(zhuǎn)化為動能,動能不斷增大,所以車速也不斷增大
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(五)剎車和慣性
自行車高速行駛特別是下坡時,不能單獨用前閘剎車,否則會出現(xiàn)翻車事故,其原因是:前閘剎車,前輪被迫靜止,而作為驅(qū)動輪的后輪車架和騎車人由于慣性還要保持原有的高速運動的趨勢,這時就會以前輪與地面接觸處為支點,向前翻轉(zhuǎn),造成翻車事故.
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(六)測量中的應(yīng)用
在測量道路的長度時,可運用自行車.如24型車輪直徑為0.62米,26型車輪直徑為0.66米,車輪轉(zhuǎn)過一圈長度為直徑乘以圓周率π,得1.95米或2.07米,然后,讓車沿跑道滾動,記下滾過的1.95米或n×2.07米.圈數(shù)n,則跑道長n×
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(七)熱膨脹知識的運用
在炎熱的夏天,車胎內(nèi)的氣不能充得太足,更不能放在烈日下曝曬,因為車胎內(nèi)的空氣受熱急劇膨脹,壓強猛增會將車胎脹破.
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(八)機械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化
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用打氣筒給車胎打氣,過一會兒,筒壁會熱起來,這是因為壓縮筒內(nèi)氣體和克服活塞與筒壁的摩擦做功,使筒壁內(nèi)能增加,溫度升高,所以筒壁會發(fā)熱.
HERSP:教育資源服報告主體1、運動原理
自行車的車架、輪胎、腳踏、剎車、鏈條等25個部件中,其基本部件缺一不可。其中,車架是自行車的骨架,它所承受的人和貨物的重量最大。按照各部件的工作特點,大致可將其分為導(dǎo)向系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)。
1.1導(dǎo)向系統(tǒng):由車把、前叉、前軸、前輪等部件組成。乘騎者可以通過操縱車把來改變行駛方向并保持車身平衡。1.2驅(qū)動(傳動或行走)系統(tǒng):由腳蹬、中軸、牙盤、曲柄、鏈條、飛輪、后軸、后輪等部件組成。人的腳的蹬力是靠腳蹬通過曲柄,鏈輪、鏈條、飛輪、后軸等部件傳動的,從而使自行車不斷前進。
1.3制動系統(tǒng):它由車閘部件組成、乘騎者可以隨時操縱車閘,使行駛的自行車減速、停駛、確保行車安全。此外,為了安全和美觀,以及從實用出發(fā),還裝配了車燈,支架等部件。
腳蹬部件:腳蹬部件裝配在中軸部件的左右曲柄上,是
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一個將平動力轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動力的裝置。自行車騎行時,腳踏力首先傳遞給腳蹬部件,然后由腳蹬軸轉(zhuǎn)動曲柄、中軸、鏈條飛輪,使后輪轉(zhuǎn)動,從而使自行車前進。因此腳蹬部件的結(jié)構(gòu)和規(guī)格是否合適,將直接影響騎車人的放腳位置是否合適,自行車的驅(qū)動能否順利進行。
腳踏:可分為整體式腳踏和組合式腳踏。無論什么款式的腳踏都必須有腳踏面,必須安全可靠,具有一定的防滑性能。車架一般采用普通碳素銅管經(jīng)過焊接、組合而成。為了減輕管重量,提高強度,較高檔的自行車采用低合金鋼管制造。為了減少快速行駛的阻力,自行車應(yīng)該采用流線型的鋼管。由于自行車是依靠人體自身的驅(qū)動力和騎車技能而行駛的,車架便成為承受自行車在行駛中所產(chǎn)生的沖擊載荷以及能否舒適、安全地運載人體的重要結(jié)構(gòu)體,車架部件制造精度的優(yōu)劣,將直接影響乘騎的安全、平穩(wěn)、和輕快。外胎:分軟邊胎和硬邊胎兩種。軟邊胎斷面較寬,能全部裹住內(nèi)胎,著地面積比較大,能適宜多種道路行駛。硬邊胎自重輕,著地面積小適宜在平坦的道路上行駛,具有阻力小,行駛輕快等優(yōu)點。
前叉部件:前叉部件在自行車結(jié)構(gòu)中處于前方部位,它的上端與車把部件相連,車架部件與前管配合,下端與前軸部件配合,組成自行車的導(dǎo)向系統(tǒng)。
轉(zhuǎn)動車把和前叉,可以使前輪改變方向,起到了自行車的導(dǎo)
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向作用。此外,還可以起到控制自行車行駛的作用。前叉部件的受力情況屬懸臂梁性質(zhì),故前叉部件應(yīng)該具有足夠的強度等性質(zhì)。
鏈輪:應(yīng)該用高強度鋼材制成,保證其達到需要的拉力。飛輪工作原理:當向前踏動腳踏是,鏈條帶動飛輪向前轉(zhuǎn)動,這時飛輪內(nèi)齒和千斤相含。飛輪的轉(zhuǎn)動力通過千斤傳到芯子,芯子帶動后軸和后輪轉(zhuǎn)動,自行車就前進了。當停止踏動腳踏板時,鏈條和外套都不旋轉(zhuǎn),但后輪在慣性作用下仍然帶動芯子和千斤向前轉(zhuǎn)動,這時飛輪內(nèi)齒產(chǎn)生相對滑動,由此將芯子壓縮到芯子的槽口內(nèi),千斤又壓縮了千斤簧。當千斤齒頂滑到飛輪內(nèi)齒頂端時,千斤簧被壓縮得最多,再稍微向前滑一點,千斤被千斤簧彈到齒根上,發(fā)出“嗒嗒”的聲響。芯子轉(zhuǎn)動加快,千斤也很快在各個飛輪內(nèi)齒上滑動,發(fā)出“嗒嗒”的聲音。當反向踏動腳踏時,外套反向轉(zhuǎn)動,會加速千斤的滑動,使“嗒嗒”聲響得更急促。多級飛輪是自行車變速裝置中的一個重要部件。
多級飛輪是在單級飛輪的基礎(chǔ)上,增加幾片飛輪片,與中軸上的鏈輪結(jié)合,組成各種不同的傳遞比,從而改變了自行車的速度。
鏈條:鏈條又稱車鏈、滾子鏈,安裝在連輪和飛輪上。其作用是將腳踏力由曲柄、鏈輪傳遞到飛輪和后輪上,帶動自行車前進,應(yīng)該減少鏈條的寬度,使它與齒輪緊密接觸,
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減少掉鏈的幾率。2、自行車的力學(xué)知識2.1運動和力的應(yīng)用2.1.1增大和減小摩擦
自行車在行駛的過程中,各個相互接觸的部件間產(chǎn)生相對運動,這些地方就存在摩擦。手與車把間摩擦、車輪與地面間摩擦、閘皮與車輪間的摩擦等都是有益摩擦。用摩擦系數(shù)較大的橡膠制作車把上的膠套,在膠套上刻上花紋來增大手與車把間摩擦;在輪胎外殼上刻上花紋來增大車輪與地面間摩擦;,采用增大壓力的方法來增大閘皮與車輪間的摩擦。前軸、中軸、后軸、腳蹬、車把與車架間等各個轉(zhuǎn)動部位的摩擦都屬于有害摩擦。減小這些有害摩擦的方法是在轉(zhuǎn)動部位安裝軸承,利用滾動摩擦代替了滑動摩擦;通過向這些部位加上黃油(鈣基潤滑脂)或機油進行潤滑。摩擦力的大小跟兩個因素有關(guān):壓力的大小、接觸面的粗糙程度。壓力越大,摩擦力越大;接觸面越粗糙,摩擦力越大。自行車外胎有凸凹不平的花紋,這是通過增大自行車與地面間的粗糙程度,來增大摩擦力的,其目的是為了防止自行車打滑。自行車的外胎,車把手塑料套、踏板套、閘把套等處均有凹凸不平的花紋以增大摩擦,剎車時,手用力握緊車閘把,增大剎車皮對車輪鋼圈的壓力,以達到制止車輪滾動的目的,剎車時,車輪不再滾動,而在地面上滑動,變滾動為滑動后,
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摩擦大大增加,所以車能夠迅速制動。
車的前軸,中軸及后軸均采用滾動以減小摩擦。為更進一步減小摩擦,人們常在這些部位加潤滑劑。多處刻有凹凸不平的花紋以增大摩擦。
剎車時,車輪不再滾動,而在地面上滑動,摩擦大大增加了,故車可以迅速停駛。而在剎車的同時,手用力握緊閘把,增大剎車皮對鋼圈的壓力以達到制止車輪滾動的目的。輪胎上的花紋:增大摩擦。剎車皮:增大壓力,增加摩擦。
鏈條和齒輪:增加粗糙程度,加大之間的摩擦。2.1.2彈簧的減震作用
車的座墊下安有粗的螺旋狀的彈簧,利用它的緩沖作用以減小震動。
輪胎的減震作用:在自行車車胎中充有適量的壓縮空氣,壓縮空氣具有很大的壓強,可以增強彈性。同時在車的鞍座中裝有彈簧,通過彈簧的彈性形變減弱車的震動。通過這些方法可以使自行車騎行平穩(wěn),減少顛跛。2.2壓強知識的應(yīng)用2.2.1自行車負重
自行車的車胎上刻有載重量,明確告訴人們不能超載,如車載過量,車胎受力面積不變,則車胎受到太大的壓強將被壓破。自行車的內(nèi)胎要充夠足量的氣體,在氣體的體積、
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溫度一定時,氣體的質(zhì)量越大,壓強越大。2.2.2車座上的物理
座墊呈馬鞍型,它能夠增大座墊與人體的接觸面積以減小臀部所受壓強,使人騎車時感到較舒適。2.3簡單機械知識的應(yīng)用
自行車是一種機械,它由許多的簡單機械構(gòu)成:執(zhí)行部分中的車把、控制部分中的車閘把、后閘部件中的前曲拐、后曲拐及支架、貨架上的彈簧夾、車鈴的按鈕等部件都屬于杠桿。傳動部分中的腳蹬與大齒輪盤構(gòu)成一個動力作用在輪上的省力輪軸,飛輪與后輪則構(gòu)成一個動力作用在軸上的費力輪軸;執(zhí)行部分的車把也可以看作一個輪軸。自行車的各個部件是靠螺絲來連接和緊固的,螺絲上的螺旋是一個繞在圓柱體上的斜面。
自行車制動系統(tǒng)中的車閘把與連桿是一個省力杠桿,可增大剎車皮的拉力。另外,鏈輪牙盤與腳蹬,后輪與飛輪,車龍頭與轉(zhuǎn)軸等都是輪軸,利用它們可以省力。自行車的車把相當于一個輪軸,車把相當于輪,前軸為軸,是一個省力杠桿,自行車的腳踏板與中軸相當于一個輪軸,實質(zhì)為一個省力杠桿。自行車的飛輪也相當于一個省力的輪軸。
另外,剎車把手:省力杠桿,輪盤和腳踏:省力的輪軸。車把上的閘是省力杠桿,人們用很小的力就能使車閘以比較大的壓力壓到車輪的鋼圈上。自行車的車閘是利用摩擦力
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使自行車減速和停止前進。當我們使用車閘是,剎皮與車輪間的摩擦力,使車輪停止運動或速度減小,車輪與地面間的摩擦力由滾動摩擦變?yōu)榛瑒幽Σ。強大的滑動摩擦力使自行車迅速減速。2.4能的知識運用
動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。騎自行車上坡前,人們往往要加緊蹬幾下,使車的速度(動能)增大,“動能沖坡”。以較大的動能轉(zhuǎn)化為較大勢能,能夠較容易到達坡頂。而騎車下坡時,不用腳蹬,車速也越來越快,這是勢能轉(zhuǎn)化為動能。動能不斷增大,所以車速也不斷增大。2.5剎車和慣性
自行車高速行駛特別是下坡時,不能單獨用前閘剎車,否則會出現(xiàn)翻車事故,其原因是:前閘剎車,前輪被迫靜止。而作為驅(qū)動輪的后輪車架和騎車人由于慣性還要保持原有的高速運動的趨勢,這時就會以前輪與地面接觸處為支點,向前翻轉(zhuǎn),造成翻車事故。
當人騎自行車前進時,若遇到緊急情況,一般情況下要先捏緊后剎車,然后再捏緊前剎車,或者前后一起捏緊,這樣做是為了防止人由于慣性而向前飛出去。2.6熱膨脹知識的運用
在炎熱的夏天,車胎內(nèi)的氣不能充得太足,更不能放在烈日下曝曬,因為車胎內(nèi)的空氣受熱急。
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2.7機械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化
用打氣筒給車胎打氣,過一會兒,筒壁會熱起來,這是因為壓縮筒內(nèi)氣體和克服活塞與筒壁的摩擦做功,使筒壁內(nèi)能增加。溫度升高,所以筒壁會發(fā)熱。坐墊下的彈簧:減小緩沖作用。3、改進意見
(1)自行車車輪胎、車把套、腳踏板以及剎車塊處均刻有一些花紋,增大接觸面粗糙程度,增大摩擦力。(2)自行車的腳踏板應(yīng)該選用橡膠、塑料或金屬材料制造。腳踏必須轉(zhuǎn)動靈活,腳踏板必須做得扁而平,來增大受力面積,以減小它對腳的壓強。
(3)所有車軸處均有滾珠,變滑動摩擦為滾動摩擦,來減小摩擦,轉(zhuǎn)動方便。車軸處經(jīng)常上一些潤滑油,以減小接觸面粗糙程度,來減小摩擦力。
(4)剎車時,需要纂緊剎車把,以增大剎車塊與車圈之間的壓力,從而增大摩擦力。
(5)普通閘的制動點在車圈的內(nèi)側(cè)面也即是剎車摩擦車圈內(nèi)表面。其摩擦力大,制動效果好,但會對自行車的外胎和剎皮產(chǎn)生大的磨損,使剎車效果變差。若是車緣閘的話,還會對車圈電鍍層產(chǎn)生損傷。
(6)車架:為了減輕管重量,提高強度,較高檔的自行車采用低合金鋼管制造。為了減少快速行駛的阻力,有的自
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行車還采用流線型的鋼管。車架應(yīng)采用普通碳素銅管經(jīng)過焊接、組合而成。應(yīng)制成兩端大、中間小的變徑輻條,還有為了減少空氣阻力將輻條制成扁流線型。
(7)外胎:外胎上的應(yīng)適當增加花紋增加與地面的摩擦力。
(8)鏈條:掉鏈是因為鏈條太松或者和齒輪的間隙太大,可以適當?shù)目s減鏈條的長度,拉緊鏈條。
(9)鏈輪:用高強度鋼材制成,保證其達到需要的拉力。(10)車腳:自行車的車座做得扁而平,來增大受力面積,以減小它對身體的壓強。
通過本次研究,我們認識了自行車上的許多力學(xué)知識,認識各個零件的原理,而且還試著改進自行車上許多常見問題。我們嘗試著利用所研究的知識,改進自行車上的構(gòu)造,解決問題。
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