自行車傳動裝置的示意圖

1. 如圖所示是自行車傳動結構的示意圖，其中Ⅰ是半徑為r1的牙盤（大齒輪），Ⅱ是半徑為r2的飛輪（小齒輪），

分析： 大齒輪和小齒輪靠鏈條傳動，線速度相等，根據半徑關系可以求出小齒輪的角速度．後輪與小齒輪具有相同的角速度，若要求出自行車的速度，需要知道後輪的半徑，抓住角速度相等，求出自行車的速度．
解答： 解：轉速為單位時間內轉過的圈數，因為轉動一圈，對圓心轉的角度為2π，所以ω=2πn，因為要測量自行車前進的速度，即車輪III邊緣上的線速度的大小，根據題意知：輪I和輪II邊緣上的線速度的大小相等，據v=rω可知：r1ω1=r2ω2，已知ω1=2πn，則輪II的角速度ω2=ω1．
因為輪II和輪III共軸，所以轉動的ω相等即ω3=ω2，根據v=rω可知，v=r3ω3=；
故選：D
點評： 解決本題的關鍵知道靠鏈條傳動，線速度相等，共軸轉動，角速度相等．

2. 求自行車的結構圖

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關於自行車構造的詞彙handlebars 車把
racing handlebars, drop handlebars 賽車車把
handlebar grips 車把把套
bell 車鈴
hooter 喇叭
front brake 前閘
back brake 後閘
brake handle 閘把
brake shoe, brake rubber 閘皮
brake cable 閘線
saddle 車座
saddle springs 車座彈簧
saddlebag 工具包
carrier 行李?
lightweight frame 輕質車架
crossbar 大梁
gear lever, gear change 變速桿 (美作:gearshift)
front fork 前叉
dynamo 車尾燈
lamp bracket 車燈架
lamp, front light 車燈
rear light 尾燈
reflector 反光燈
ball bearing 滾珠軸承
front wheel 前輪
spoke 輪輻,車條
wing nut, butterfly nut 蝶型螺母
rim 車圈
tyre 外胎
inner tube 內胎
valve 氣門
pedal 腳蹬子
mudguard 擋泥板 (美作:fender)
to pedal 蹬車
chain wheel, sprocket wheel 鏈輪
chain guard 鏈罩
chain 車鏈子
three-speed gear 三速鏈輪
gear change mechanism 變速裝置

http://www.chelian.cn/bbs/dispbbs.asp?boardid=13&id=72

http://www.shimano-china.com/publish/content/cycle/ssbc/CN/zh/service_center/bicyclephoto/ridebicycle.html

3. 如圖所示，是自行車傳動結構的示意圖，（1）A是大齒輪邊緣的點，B是小齒輪邊緣的點，C是自行車後輪邊緣的

（1）同軸傳動角速度相等，故B點、C點的角速度相等；
同緣傳動邊緣點線速度相等，故A點與B點的版線速度相等；權
（2）解：①要知道自行車的行駛速度，還需測量後輪半徑r₃．
②大齒輪的周期為n秒，則大齒輪的角速度ω₁=

2π

T

=

2π

n

rad/s．
大齒輪和小齒輪的線速度相等，小齒輪與後輪的角速度相等．
因為ω₁r₁=ω₂r₂，所以ω₂=

ω1r1

r2

．
後輪的角速度與小齒輪的角速度相等，所以線速度v=r₃ω₂=

ω1r1r3

r2

=

2πr1r3

nr2

．
故答案為：
（1）B，C；A，B；
（2）①後輪半徑r₃；
②

2πr1r3

nr2

．

4. 如圖所示是自行車傳動裝置示意圖，A輪半徑是B輪半徑的一半．白行車在行駛過程中，鏈條與輪之間不打滑，a

在皮帶輪問題中要注意：同一皮帶上線速度相等，版同一轉權盤上角速度相等．在該題中，A、B兩點的線速度相等，即有：v A =v B ，即ω A =ω B ，因為r A =r B ，所以有：v A ：v B =1：1；ω A ：ω B =2：1，BCD錯誤，A正確． 故選A．

5. 說一說自行車車把,腳蹬,車輪,鏈條及自行車整體的運動方式

自行車的結構

最早的單車是由法國人雷斯發明的，當時叫做木馬。它沒有傳動系統，靠兩腳蹬地向前滑行，最快只能達到時速20公里。後來蘇格蘭人皮埃爾發明了前輪帶腳蹬的自行車。第一輛現代意義的自行車出現在19世紀末的英國，後由傳教士帶入中國。目前單車在地勢平坦的荷蘭最為普及，中國是自行車王國，據統計目前中國有大約五億輛自行車。

下面是一張簡要的自行車結構圖：

1、前輪；2、輻條；3、花鼓；4、前叉；5、前剎；6、鋼索；7、剎車及變速把手；8、車把；9、豎桿；10、車架；11、前變速；12、車座桿；13、車座；14、後剎；15、貨架；16、飛輪；17、反光鏡；18、後輪；19、後變速；20、腳撐；21、氣門；22、後輪；23、鏈條；24、輪盤；25、腳踏；26、曲柄。

幾個重要的概念：

傳動裝置：包括主動齒輪（輪盤）、被動齒輪（飛輪）、鏈條及變速器。

齒輪比：主動齒輪（輪盤）與被動齒輪（飛輪）的齒數之比；

傳動比：齒輪比乘以後輪的直徑；

傳動行程：傳動比再乘以圓周率即為傳動行程，也就是每蹬踏一周單車前進的距離。

自行車工作原理

自行車運動力學

自行車是我們日常生活中極其常見的一種交通工具。它的出現距今已有百餘年的歷史。最早的自行車是由法國人西夫拉克發明的，它沒有傳動系統，靠兩腳蹬地向前滑行，最快只能達到時速20公里。後來蘇格蘭人皮埃爾發明了前輪帶腳蹬的自行車。第一輛現代意義的自行車出現在19世紀末的英國，後由傳教士帶入中國。據統計目前中國有大約五億輛自行車。

自行車運動力學

自行車運動是一種半機械化運動。人們應掌握一定的機械原理和力學知識，有效地利用傳動速比，合理掌握運動強度，巧妙節省體能消耗，從而以充沛的體力，達到高效的運動

自行車傳動

自行車是傳動式機械，它的傳動裝置包括主動齒輪、被動齒輪、鏈條及變速器等。齒輪比與傳動比關系著自行車的使用效率。後輪運轉實質在於：在鏈條傳動下的飛輪帶動後輪轉動，飛輪與後輪具有相同的角速度，而後輪半徑遠大於齒輪半徑，由線速度增大，提高了車速。

自行車的踏腳用到了杠桿原理。以飛輪的輪軸為支點，用較長的鐵桿來轉動鏈條上的飛輪，可以省力。踏腳飛輪上用到了齒輪，以防止鏈條打滑。

自行車上的鏈條與車子的後輪之間也採用了齒輪傳動。並且應用了比踏腳飛輪更小的齒輪，可以節省踏腳所用的力，同時，還提高了自行車後車輪運轉時的速度。自行車的剎車系統也用到了杠桿原理。以車把上的剎車柄的轉折關節為支點，起到了省力的作用。想停住自行車，一個人拉都有點困難，但這么一捏，馬上能停住。簡單的機械在生活中起到的作用真是不可思議啊！

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，產生摩擦制動力。其缺點是剎車效果與輪胎充氣程度有關。充氣不足時，會使摩擦力減小，影響剎車效果。腳蹬是輪軸,但是輪軸也用了杠桿的原理。...自行車是一種機械,它由許多的簡單機械構成: 執行部分的車把,控制部分中的車閘把,後閘部件中的前曲拐,後曲拐及支架,貨架上的彈簧夾,車鈴的按鈕等部件都屬於杠桿. 傳動部分中的腳蹬

1:腳踏板是動力,鏈條是阻力.支點是中間圓盤的軸

2:後輪外圈的車胎是阻力,自行車鏈條是動力.車輪軸是支點

6. 右圖是自行車傳動機構的示意圖，其中I是大齒輪，Ⅱ是小齒輪，III是後輪。

（1）大齒輪來與腳踏板同步轉動，角自速度相同：
ω=2π*n
=2nπ
（2）要知道前進速度，則必須知道各輪的周長與轉速，所以後輪的半徑也是 必知量。設為r3。
（3）大輪和小輪的周長比為i=r1/r2 所以 小輪的轉速為n2=r1*n/r2
故前進速度為 v=2π*r3*n2

7. 圖2是小強的自行車傳動裝置的示意圖。請思考並回答

我把大致的計算關系說一下吧。
用鏈條連接起來的大齒輪和小齒輪線速度相等。
共軸的小齒輪和車輪的角速度相等。
計算能量是可以用能量守恆，也可用杠桿平衡

8. 圖示為自行車的傳動裝置示意圖，A、B、C分別為大齒輪、小齒輪、後輪邊緣上的一點，則在此傳動裝置中（　

A、B和C兩點同軸轉動，所以兩點的角速度相等，故A錯誤；
B、A和B兩點屬於同一傳內動鏈兩點，故線速度相等容，故B正確；
C、由向心加速度的公式a=

v2

r

知，A、B兩點的向心加速度與其半徑成反比，故C錯誤；
D、由向心加速度公式a=ω²r知，B、C兩點的加速度與對應的半徑成正比，故D正確
故選：BD

9. 自行車傳動結構的示意圖

組成部分
系統結構
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，大致可將其分為導向系統、驅動系統、制動系統： 1、導向系統：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並保持車身平衡。 2、驅動（傳動或行走）系統：由腳蹬、中軸、牙盤、曲柄、鏈條、飛輪、後軸、後輪等部件組成。人的腳的蹬力是靠腳蹬通過曲柄，鏈輪、鏈條、飛輪、後軸等部件傳動的，從而使自行車不斷前進。 3、制動系統：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，還裝配了車燈，支架等部件。
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。
自行車(20張)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，驅車前行。 2、行動部分：即前後車輪、包括前後軸部件、輻條、輪輞（車圈）、輪胎等。 3、安全裝置：包括制動器（車閘）、車燈、車鈴、反射裝置等。 根據需要，還可增加一些附件，如支架、衣架、保險叉、擋泥板、氣筒等。另外，裝有變速機構的運動車、競賽車、山地車等還裝有變速控制器和前後撥鏈器等。

10. 如圖是小強的自行車傳動裝置的示意圖．請思考並回答：（1）假設腳踏板每2s轉1圈，在這種情況下，要計算自

答：
（1）還需要測量三個輪子的半徑：大齒輪半徑R₁、小齒輪半徑R₂、後輪半徑R₃．推導自行車速度的表達式：設大齒輪、小齒輪和後輪的轉動周期分別為T₁、T₂和T₃．
可得：大齒輪邊緣的速度：v₁=

2πR1

T1

，小齒輪邊緣的速度：v₂=

2πR2

T2

，後輪邊緣的速度：v₃=

2πR3

T3

；
因為：v₁=v₂，T₂=T₃，
所以：自行車前進的速度：v= v₃=

2πR1R3

R2T1

；
2．設摩擦小輪的速度為n₀，
可得：n₀=

v3

2πR0

=

15

3.6×2×3.14×0.01

r/s=66.3r/s，
即當自行車的車速達到15km/h時，摩擦小輪的轉速：n₀=66.3r/s，
3．因為自行車腳踏板的周期T₁=2s，且R₁=8.0cm、R₂=3.4cm、R₃=33cm
所以：自行車前進的速度：v=

2πR1R3

R2T1

=

2×3.14×0.08×0.33

0.034×2

m/s=2.44m/s=8.8km/h．
可能原因包括：①自行車輻條不緊，導致車圈在行駛過程中為橢圓；②車胎內氣不足，導致車胎與地面接觸部分到車軸距離小於所測車輪半徑；③自行車實際行駛路徑與測量長度的路徑不重合；④大齒輪、小齒輪、後輪半徑測量的不準；⑤行駛過程中腳踏板的周期很難保證為2s．