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自行车上的物理知识
自行车车架、轮胎、踏板、刹车、链条等25个部件，其基本部件缺一不可。其中，车架是自行车的骨架，承担着最大的人和货物重量。根据各部件的工作特点，大致可分为导向系统、驱动系统和制动系统:
1.导向系统:由车把、前叉、前轴、前轮组成。骑手可以通过操纵车把来改变行驶方向并保持身体平衡。
2.驱动(传动或行走)系统:由踏板、中轴、链轮、曲柄、链条、飞轮、后轮轴和后轮组成。人的脚的蹬踏力由脚蹬通过曲柄、链轮、链条、飞轮、后轮轴等部件驱动，从而使自行车不断向前运动。
3.刹车系统:由刹车部件组成，骑车人可以随时控制刹车，使行驶中的自行车减速、停止，保证行车安全。
此外，为了安全和美观，以及从实用的角度出发，还配备了灯、支架等部件。
下面是一些与机械知识相关的自行车零件:
1.车架组件是自行车的基本结构、骨架和主体，其他组件直接或间接安装在车架上。
镜架零件的结构形式有很多种，但大致可以分为两类:男式镜架和女式镜架。
框架一般由普通碳铜管焊接组合而成。为了减轻钢管重量，提高强度，高档自行车都采用低合金钢管。为了减少快速行驶的阻力，有些自行车还采用了流线型的钢管。
由于自行车是靠人体的驱动力和骑行技巧来行驶的，所以车架就成为承受自行车在行驶过程中产生的冲击载荷，以及能否舒适安全地承载人体的重要结构。车架组件的制造精度将直接影响车辆的安全性、稳定性和轻量化。一般辐条直径相等。为了减轻重力，有的辐条做成两头大中间小的变径辐条，有的辐条做成扁平的流线型，减少空气阻力。
2.外胎:有软侧胎和硬侧胎两种。软胎侧轮胎横截面较宽，可以完全包裹住内胎，落地面积比较大，适合在各种路面行驶。硬边轮胎具有重量轻、落地面积小、阻力小、行驶轻便等优点。
轮胎上的花纹是为了增加与地面的摩擦力。山地车的胎宽特别宽，花纹比较深，也适合越野山地。
3.踏板组件:踏板组件装配在中轴组件的左右曲柄上，是将水平力转化为旋转力的装置。自行车在骑行时，踏板力首先传递给踏板组件，然后由踏板轴带动曲柄、中轴和链条飞轮转动，使后轮转动，从而使自行车前进。因此，踏板组件的结构和规格是否合适，将直接影响到骑车人的脚位是否合适，以及自行车能否平稳行驶。
踏板:可分为整体式踏板和组合式踏板。无论什么款式的踏板，都要有踏板面，安全可靠，有一定的防滑性能，可以用橡胶、塑料或金属材料制成。踏板必须转动灵活。
4.前叉组件:前叉组件位于自行车结构的前部，其上端与车把组件连接，车架组件与前管配合，下端与前轴组件配合，构成自行车的导向系统。
转动车把和前叉可以改变前轮的方向，对自行车起到导向作用。此外，还能起到控制自行车运行的作用。
前叉受力是悬臂梁，所以前叉必须有足够的强度等性能。
5.链条:链条又称大车链、滚子链，安装在耦合轮和飞轮上。它的作用是将踏板力从曲柄和链轮传递到飞轮和后轮，驱动自行车前进。
链轮:由高强度钢制成，以确保达到所需的张力。
6.飞轮:飞轮固定在后轮轴的右端，有内螺纹，与链轮保持同一平面，通过链条与链轮连接，构成自行车的驱动系统。从结构上可以分为单级飞轮和多级飞轮两大类。
单级飞轮又称单链轮飞轮，主要由外套、平块和芯子、千斤顶、千斤顶弹簧、垫圈、钢丝块和若干钢球组成。
单级飞轮的工作原理是，当踏板向前踏时，链条带动飞轮向前转动。此时，飞轮的内齿和千斤顶包容在内，飞轮的转动力通过千斤顶传递给机芯，机芯带动后轮轴和后轮转动，使自行车前进。
当踏板停止时，链条和外套不转动，但后轮仍在惯性作用下带动机芯和千斤顶向前转动，此时飞轮内齿相对滑动，从而将机芯压入机芯的槽口内，千斤顶压缩千斤顶弹簧。当千斤齿顶滑到飞轮内齿顶时，千斤弹簧压缩最大，再向前滑一点，千斤弹簧弹到齿根，发出“咔嗒”声。机芯转得更快，千斤顶在每个飞轮的内齿上快速滑动，发出“咔嚓”一声。反方向踩踏板，外套反方向旋转，会加速千斤顶滑动，使“咔哒”声更急。多级飞轮是自行车变速器的重要部件。
多级飞轮是在单级飞轮的基础上，增加几片飞轮叶片，与中轴上的链轮相结合，形成各种传动比，从而改变自行车的速度。