双轮自行车的平衡原理是什么

双轮自行车的平衡原理是什么

自行车上的物理学知识 自行车的车架、轮胎、脚踏、刹车、链条等25个部件中,其基本部件缺一不可.其中,车架是自行车的骨架,它所承受的人和货物的重量最大.按照各部件的工作特点,大致可将其分为导向系统、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.乘骑者可以通过操纵车把来改变行驶方向并保持车身平衡.2、驱动（传动或行走）系统：由脚蹬、中轴、链轮、曲柄、链条、飞轮、后轴、后轮等部件组成.人的脚的蹬力是靠脚蹬通过曲柄,链轮、链条、飞轮、后轴等部件传动的,从而使自行车不断前进.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.此外,为了安全和美观,以及从实用出发,还装配了车灯,支架等部件.下面来具体介绍一些与力学知识有关的自行车部件：1、车架部件是构成自行车的基本结构体,也是自行车的骨架和主体,其他部件也都是直接或间接安装在车架上的.车架部件的结构形式有很多,但总体可以分为两大类：即男式车架和女式车架.车架一般采用普通碳素铜管经过焊接、组合而成.为了减轻管重量,提高强度,较高档的自行车采用低合金钢管制造.为了减少快速行驶的阻力,有的自行车还采用流线型的钢管.由于自行车是依靠人体自身的驱动力和骑车技能而行驶的,车架便成为承受自行车在行驶中所产生的冲击载荷以及能否舒适、安全地运载人体的重要结构体,车架部件制造精度的优劣,将直接影响乘骑的安全、平稳、和轻快.一般辐条是等径的,为了减轻重力,也有制成两端大、中间小的变径辐条,还有为了减少空气阻力将辐条制成扁流线型 2、外胎：分软边胎和硬边胎两种.软边胎断面较宽,能全部裹住内胎,着地面积比较大,能适宜多种道路行驶.硬边胎自重轻,着地面积小适宜在平坦的道路上行驶,具有阻力小,行驶轻快等优点.外胎上的花纹是为了增加与地面的摩擦力.山地自行车的外胎宽度特别宽,花纹较深也是适应越野山地用.3、脚蹬部件：脚蹬部件装配在中轴部件的左右曲柄上,是一个将平动力转化为转动力的装置,自行车骑行时,脚踏力首先传递给脚蹬部件,然后由脚蹬轴转动曲柄,中轴,链条飞轮,使后轮转动,从而使自行车前进.因此脚蹬部件的结构和规格是否合适,将直接影响骑车人的放脚位置是否合适,自行车的驱动能否顺利进行.脚踏：可分为整体式脚踏和组合式脚踏.无论什么款式的脚踏都必须有脚踏面,必须安全可靠,具有一定的防滑性能,可以选用橡胶、塑料或金属材料制造.脚踏必须转动灵活.4、前叉部件：前叉部件在自行车结构中处于前方部位,它的上端与车把部件相连,车架部件与前管配合,下端与前轴部件配合,组成自行车的导向系统.转动车把和前叉,可以使前轮改变方向,起到了自行车的导向作用.此外,还可以起到控制自行车行驶的作用.前叉部件的受力情况属悬臂梁性质,故前叉部件必须具有足够的强度等性质.5、链条：链条又称车链、滚子链,安装在连轮和飞轮上.其作用是将脚踏力由曲柄、链轮传递到飞轮和后轮上,带动自行车前进.链轮：用高强度钢材制成,保证其达到需要的拉力.6、飞轮：飞轮以内螺纹旋拧固定在后轴的右端,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.从结构上可分为单级飞轮和多级飞轮两大类.单级飞轮又称为单链轮片飞轮,主要由外套、平挡和芯子、千斤、千斤簧、垫圈、丝挡几钢球等零件组成.其单级飞轮工作原理：当向前踏动脚踏是,链条带动飞轮向前转动,这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,自行车就前进了.当停止踏动脚踏板时,链条和外套都不旋转,但后轮在惯性作用下仍然带动芯子和千斤向前转动,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.芯子转动加快,千斤也很快在各个飞轮内齿上滑动,发出“嗒嗒”的声音.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.多级飞轮是自行车变速装置中的一个重要部件.多级飞轮是在单级飞轮的基础上,增加几片飞轮片,与中轴上的链轮结合,组成各种不同的传递比,从而改变了自行车的速度.