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自行车变速系统的作用就是通过改变链条和不同的前、后大小的齿轮盘的配合来改变车速快慢。前齿盘的大小和后齿盘的大小决定了自行车旋动脚蹬时的力度。前齿盘越大,后齿盘越小时,脚蹬时越感到费力。前齿盘越小,后齿盘越大时,脚蹬时越感到轻松。根据不同车手的能力,即可通过调整前、后齿盘的大小调整自行车的车速,或是应对不同的路段、路况。
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变速自行车构造
变速自行车在自行车的车架、轮胎、脚踏、刹车、链条等25个部件之中,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是最大的。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、码表、指南针等配件。
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下面来具体介绍一些与力学知识有关的自行车部件:车架部件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。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。脚蹬部件变速自行车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。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。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:当向前踏动脚踏时,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。
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变速自行车一、从踏频分析山地车变速器的正确使用教你如何合理的使用山地车变速器,不过在这不得不说的一个名词就是踏频,踏频的意思是用脚蹬脚踏的频率。踏频是以一分钟为计量单位的,踏频为90的意思就是一分钟蹬脚踏转90圈。有专门的踏频计,跟码表的工作原理是一样的,可以计算你蹬车子的踏频。但是一般骑友不会装备踏频计的,没有码表使用率高。随后可以给大家附上踏频表,可以根据码表的时速来合理的使用变速器的档位。变速器的使用方法是先使用低档,以24速变速器为例,如果前拨使用2档,后拨使用的是4档,在此缩写为2-4档。一般情况下,变速器是不使用后拨的7档和8档的,齿轮太小,影响链条寿命。并且变速器最好不要挂1-8档的,1-8档牙盘是最小齿轮,飞轮是最小齿轮,链条不是直的,是斜的,这样对链条不好,会加速影响你链条的寿命,对变速器也不好。同理,3-1档也不行,因为链条也是斜的。二长时间不骑行,停放车子的话,可以换成1-8档,这样前后都是最小的齿轮,能使你的后拨弹簧放松,延长你的后拨寿命,但是1-8不是骑行用的档位,骑行之前,也就是人上车子之前,最好先换成2-4档。如果使用24速变速器,建议按速度快慢从低速往上顺序挂档组合是1-1档,1-2档,1-3档,1-4档,2-2档,2-3档,2-4档,2-5档,2-6档,3-5档,3-6档,3-7档,3-8档。正常情况下,2-4档,2-5档和2-6档能应付绝大多数路况,不发力的话速度范围在每小时15公里到每小时22公里之间。起步最好是2-4档,和汽车停车再起步时候要用1档一样的道理,2-4档起步最省力,提速相对也快。如果极短时间停车或者等红灯,车速高时,在车子减速过程中不断降档至2-4档,起步时候就可以用2-4档起步了。骑行中,如果你觉得蹬车子很轻,并且腿转的很快,你的踏频超过90的话,就换成2-5档,同理,继续把踏频踩到90,如果还感觉很轻,踏频还是很轻松超过90的话,再换成2-6档。如果你用2-6档踩车子觉得腿很累,蹬不动,体力不足以维持90的踏频,那就降一档,如果还觉得踏频维持不了90就再降档。这就是最简单的变速方法。可以通过转算,还是以24速变速器为例,踏频为90使用2-5档,速度约在每小时19.5公里左右,适合大家平时的骑行,这个档位和速度比较适合休闲骑。如果想提速,可以把踏频踩到100左右,速度就到23了,这个时候换成2-6档,可以继续用90的踏频去蹬车,因为维持90的踏频使用2-6档速度刚好是23左右。记住,想提速,得靠蹬车子的踏频,也就是腿转的圈数,而不是使用高档,高档只会减慢你的提速。平时骑车的时候也是一样的,原来使用的2-4档,跑每小时16.5公里的速度,踏频刚好是90,加速的话不要换挡,直接加快蹬车子的速度,速度到每小时19.5公里的时候,换成2-5档,这时候你只用2-5的档位维持19.5的速度就可以了,因为这时候踏频刚好是90。如果还想提速,那还是不换挡,直接加快蹬车子的转速,把速度提到23然后再换挡,换2-6档就可以了。依次类推,想加速就直接蹬车子,基本上时速每增加4公里左右换一次档。当然,如果你发现蹬车子累了,维持不了90的踏频,那就就降档,以维持90的踏频。上下坡之前要有判断的提前换挡。换挡也是有技巧的,换挡时候蹬车子的力量要适当减小,不要发力,腿随着脚踏转动,拨指拨换挡即可。这样换挡对变速器和链条的损害小。如果你是上坡路段,踏频还特别低,那时候换挡你会发现链条发出的咔嚓声,听那咔嚓声你就知道益害了。路况允许的情况下,并且能保证安全,可也先加速,靠惯性上坡,提速时候用超过110的踏频,爬坡时候也尽量维持100以上的踏频,可以快速的爬坡,如果真爬不上去,需要换挡,那就先换挡,再减小蹬车子的力度,这两项几乎是同时进行的。如果你能在爬陡坡的时候还能换挡,并且你的变速器不发出咔嚓声,就说明你运用变速器很熟练了。如果上陡坡踏频很低,硬发力换挡的话,链条有断裂的危险。再次重申,想跑的快还省劲的话,使用高踏频是最合理的方式。如果不想你的膝盖生病,以后就不要再用3-8档骑车了,3-8是给每小时能骑到50公里速度的人用的。下面附表一张,有80的踏频,有110的踏频,对应的有使用这两个踏频,对应的档位和时速。维持80的踏频是给新手初学用的,长时间使用110的踏频是给竞赛和专业车手用的。举例,新手可以用2-5档骑行每小时17.7公里的速度,比较轻松,很休闲,想快点可以换2-6档,用80的踏频骑行每小时21.2公里的速度,这个速度是市区骑行经常用的速度。再想快了就用3-5的档位,80踏频可以骑23.2公里的速度。高手可以参考110踏频对应的速度。新手可以先用2-5维持18公里的时速来体验及锻炼自己的踏频感觉。以24速变速器为例,档位3-8,踏频80的话时速是38公里,踏频为110的话时速为52公里。以下是24速变速器对应的踏频表,80踏频适合新手初学,110踏频适合老鸟和专业骑友。档位 80踏频 110踏频3-8 时速38公里 时速52公里3-7 32.1 443-6 28 383-5 23.2 322-6 21.2 282-5 17.7 242-4 15.2 212-3 13.3 17.51-4 11 141-3 9.1 121-2 8 101-1 7 8二、从路面路面情况分类,分析变速器的正确使用1、公路(直行,障碍物少,能见度高)这里是公路车的天堂,但并不是山地车的地狱,一般采用前2后4的档位来加速,然后逐步前2后5-6,这时候换成前3后5,换档的时机根据目测路面的略微坡度来决定;2、坡道(上坡和下坡)这里有个技术关键要讲一下,就是不要到坡道上换档,一定要在进入坡道之前换好档,尤其是上坡,不然中途换档可能会因为变速器的换档过程还未完成而失去动力,那样就会很麻烦了,上坡理论上采用前面最小,也就是1档,后面最大,也是1档的原理来换档,但实际的后飞轮档位可根据实际坡度来决定,推荐前1后3的档位,下坡理论上采用前面最大,也就是3档,后面最小,7档的原理来换档,但也需要根据实际坡度和长度来决定,推荐前3后5,由于坡度大小而造成的重力加速度,其实基本上我用滑行通过;3、复杂路面(障碍物多,弯道多,路面状况差,能见度低)最大的特点就是没办法匀速行径,走走停停,所以我们应该选择一个比较折中的档位行径,推荐前2后4,既方便加速,骑起来又很轻松。在城市里骑山地车,很少能发挥出山地车的全部性能,山地车追求的毕竟不是速度,而是在各种复杂和恶劣的路面情况下可以安全的通过,这才是最大的乐趣。三、变速时手指与脚的技巧变速时,为了减少对传动系统的磨损,以及提高顺滑度,通常脚下先猛踩几下,然后双腿只是跟着车轮转而不施力,此时手指按下变速拨杆或者转动变速把手。当然在爬坡坡度很大时,你会发现这招是行不通的。若你的变速器比较高档,那么直接动手就好了,同样可以十分顺利的的进行变速,毕竟是钢铁的东西,偶尔一下的暴力使用不会有什么问题的。若你的变速器比较低端,那么你不妨停下车来休息一下,把后轮悬空变好速了再上车,否则你可能会发现在你手部动作完成后,链条嘎嗒响了半天变速也没有完成。个人有个方法,在爬坡坡度不是很大的时候中途需要变速,可以横向骑行两三米,这个过程中,车相当是平路行进,在期间迅速变速,因为载荷不大不会听到咔咔的声音,但是这个只能用于路上车辆很少的情况,而且之前要观察是否有车辆,不然你横在路中间变速突然杀过来一辆车,双方都躲闪不及。搜集整理的,其中也有相互矛盾的地方,比如合理档位选择,前中盘后对应飞轮档位就说法不一。(个人认为2—3456比较合理和常用)。这里需要说明的一点是,虽然绝大部分变速都是喜马诺的但每个车的变速的调节都不一样,所以自己的车适合哪些档自己留心观察,不必硬套别人的说法,在不违背大的前提下。自己注意观察,因为变速比较难调整的每个档都很精准,常用的几个调整好就是了!
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