自行车用钢材使用常识

1.在自行车设计中,结构上使用科学知识的例子

自行车是由车架、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。

2.自行车上用的钢管应使用国内的哪种钢

1 无缝钢管

规格：6 8 10 12 14 16 18 *1--3

20 22 24 25 28 30 32 *3--8

34 36 38 40 42 45 48 *3--12

50 51 54 57 60 63.5 *3--15

65 68 70 73 76 80 83 89 *3--25

95 102 108 114 121 127 *4--35

133 140 146 152 159 168 *4--50

178 180 194 203 219 245 *6--60

273 299 325 351 355 377 *6--90

402 406 426 450 457 465 *8--80

480 500 508 510 530 560 *8--80

580 610 630 660 680 720 *10--120

2 不锈钢管 比较贵

3.自行车哪些部分运用了物理知识

自行车中的物理知识自行车是我们日常生活中一种普遍的交通工具，常见的有普通载重自行车、轻便自行车、山地自行车、童车、赛车、电动自行车等。

它结构简单，方便实用，在其中涉及到很多物理知识，包括杠杆、轮轴、摩擦、压强、能量的转化等力学、热学及光学知识，下面具体来分析一下。一、力学知识1、摩擦方面（1）自行车车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车块处均刻有一些花纹，增大接触面粗糙程度，增大摩擦力。

（2）车轴处经常上一些润滑油，以减小接触面粗糙程度，来减小摩擦力。（3）所有车轴处均有滚珠，变滑动摩擦为滚动摩擦，来减小摩擦，转动方便。

（4）刹车时，需要纂紧刹车把，以增大刹车块与车圈之间的压力，从而增大摩擦力，（5）紧蹬自行车前进时，后轮受到的摩擦力方向向前，是自行车前进的动力，前轮受到的摩擦力方向向后，是自行车前进的阻力；自行车靠惯性前进时，前后轮受到的摩擦力方向均向后，这两个力均是自行车前进的阻力。2、压强方面（1）一般情况下，充足气的自行车轮胎着地面积大约为S=2*10Cm*5cm=100*cm2，当一普通的成年人骑自行车前进时，自行车对地面的压力大约为F=(500N+150N)=650N，可以计算出自行车对地面的压强为6。

5*104Pa。(2)在车轴拧螺母处要加一个垫圈，来增大受力面积，以减小压强。

（3）自行车的脚踏板做得扁而平，来增大受力面积，以减小它对脚的压强，（4）自行车的内胎要充够足量的气体，在气体的体积、温度一定时，气体的质量越大，压强越大。（5）自行车的车座做得扁而平，来增大受力面积，以减小它对身体的压强。

3、轮轴方面（1）自行车的车把相当于一个轮轴，车把相当于轮，前轴为轴，是一个省力杠杆，如图3所示。（2）自行车的脚踏板与中轴也相当于一个轮轴，实质为一个省力杠杆。

（3）自行车的飞轮也相当于一个省力的轮轴。4、杠杆方面自行车的刹车把相当于一个省力杠杆。

5、惯性方面（1）当人骑自行车前进时，停止蹬自行车后，自行车仍然向前走，是由于它有惯性。（2）当人骑自行车前进时，若遇到紧急情况，一般情况下要先捏紧后刹车，然后再捏紧前刹车，或者前后一起捏紧，这样做是为了防止人由于惯性而向前飞出去。

6、能量转化方面（1）当人骑自行车下坡时，速度越来越快，是由于下坡时人和自行车的重力势能转化为人和自行车的动能。（2）当人骑自行车上坡之前要紧蹬几下，目的是增大速度，来增大人和自行车的动能，这样上坡时动能转化为重力势能，能上得更高一些。

（3）自行车的车梯上挂有一个弹簧，在它弹起时，弹簧的弹性势能转化为动能，车梯自动弹起。7、声学方面自行车的金属车钤发声是由于铃盖在不停的振动，而汽笛发声是由于汽笛内的气体不断的振动而引起的。

8、齿轮传动方面线速度和角速度的关系，如图5所示，设齿轮边缘的线速度为v ，齿轮的半径为R，齿轮转动的角速度为ω，则有v = ωR。二、热学知识在夏天自行车轮胎内的气体不能充得太足，是为了防止自行车爆胎，因为对于质量、体积一定的气体，当温度越高，压强越大，当压强达到一定程度时，若超过了轮胎的承受能力，就会发生爆胎的情况。

三、光学知识在日常生活中，自行车的后面都装有一个反光镜，它的设计很巧妙，组它是由三个相互垂直的平面镜组成一个立体直角，用其内表面作为反射面，这叫角反射器。当有光线从任意角度射向尾灯时，它都能把光“反向射回”，当光线射向反光镜时，会使后面的人很容易看到。

在夜间，当汽车灯光照到它前方的自行车尾灯上，无论入射方向如何，反射光都能反射到汽车上，其光强远大于一般的漫反射光，就如发光的红灯，足以让汽车的司机观察到。四、电学方面在有些自行车上装有小型的发电装置，它利用摩擦转动，就像我们在实验室中看到的手摇发电机一样，发出的电能供给车灯工作，起到一定的照明作用。

4.自行车车架材料选择

铝和钢都行啊。别买山寨架就行。不用把进藏看得那么夸张，不是太差的架子都能应付，还没听说过那个去藏把架子踩断的……你用铝的吧，钢的重了点，长途多100g都是苦。

一楼大哥说的你可能大半都看不懂，过于专业的理论解说其实对车架的选择没有什么帮助，我是做机械的，说起来可以更详细，可是对你来说没有用，对吧。

铝架使用寿命是3~5年，钢架就长达十几年。

长途由于行李多，所以还是考虑用铝架。而且铝架在踩踏时能都好的传递力量，钢架就会觉得比较软。强度方面你不用担心的。美利达、捷安特，都有保证。

5.自行车入门知识

自行车，又称脚踏车或单车，通常是二轮的小型陆上车辆。

人骑上车后，以脚踩踏板为动力，是绿色环保的交通工具。英文bicycle或bike的bi意指二，而cycle意指轮。

在日本称为“自耘车”；在中国大陆、台湾、新加坡，通常称其为“自行车”或“脚踏车”；在港澳则通常称其为“单车”。 原理 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、牙盘、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、停驶、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。 组成 车体部分 包括车架、前叉、车把、鞍座和前叉合件等，是自行车的主体。

传动部分 包括脚蹬、曲柄、链轮、链条、中轴和飞轮等，由人力踩动脚蹬，通过以上传动件带动车轮旋转，驱车前行。 行动部分 即前后车轮、包括前后轴部件、辐条、轮辋（车圈）、轮胎等。

安全装置 包括制动器（车闸）、车灯、车铃、反射装置等。 根据需要，还可增加一些附件，如支架、衣架、保险叉、挡泥板、气筒等。

另外，装有变速机构的运动车、竞赛车、山地车等还装有变速控制器和前后拨链器等。 分类 公路自行车（Road bicycle） 用来在平滑公路路面上使用的车种，由于平滑路面阻力较小，公路自行车的设计更大考量高速，往往使用可减低风阻的下弯把手，较窄的高气压低阻力外胎，挡位较高，且轮径比一般的登山越野车都大，由于车架和配件不须像山地车一样需要加强，所以往往重量较轻，在公路上骑行时效率很高。

由于车架无需加强又往往采用简单高效的菱形设计，公路车是最为优美的自行车。 场地自行车（Track bicycle） 用于在室内极其平滑的椭圆形赛道上使用的自行车，这种自行车没有车闸（煞车），没有变速器，且没有可逆转的飞轮。

三项赛/计时赛自行车（Triathlon/Time Trial bicycle）在三项赛和计时赛运动中使用的公路自行车，三项赛和计时赛的最大特点就是不允许使用牵引气流（draft），也就是说选手必须完全通过自己的力量来克服空气阻力，而不须骑在其他选手后面，所以三项赛/计时赛自行车在设计时非常注重让选手保持一个减小空气阻力的骑行姿势，同时注意减小自行车自身的空气阻力。三项赛自行车还让选手在骑行时使用和跑步时相近的肌肉组，这样使从骑行到跑步的转换更容易。

山地自行车（Mountain bike） 山地自行车起源于1977年美国旧金山。 设计为骑乘于山区的车种，通常具有变速器可变换省力或快速的档位，有些会在车架安装避震器，部份的轮胎胎皮是巧克力胎纹以便于在无铺面的路面骑乘。

山地车零件的尺寸一般为英制单位。车圈为24/26/29英寸，轮胎尺寸一般为1.0-2.5英寸。

车架尺寸也以英制为单位，例如14"、17"、19"来表示车架尺寸的大小。 速降自行车（DownHill bike） 速降自行车，也称落山自行车。

英文简称DH。是一种极具挑战性的活动。

骑手利用特制的DH自行车在山坡上滑翔，甚至坠山来寻求 *** 。活动多在山脊、矿洞、雪地等地带开展。

奥地利人利用DH创造出210.4KM/H的世界纪录。 速降自行车的车架角度与山地自行车有所区别，零件与山地自行车一样都为英制单位。

进行此项活动时必须佩戴头盔、护甲等装备。前叉减震的行程比山地自行车及XC自行车要长。

轮胎宽度一般超过2英寸。 斜躺自行车（Recumbent） 与传统设计上较不一样的自行车。

通常有较大且舒适的座椅，两轮或三轮。优点是舒适，且风阻低。

旅行自行车（Touring bicycle） 由公路自行车发展而来，适合超远程自给自足的旅行，有较舒适放松的车架几何设计，能够负重，有很低的最低档位，使用较宽的车胎，配件选择方面追求可靠耐用而不太侧重减轻重量，往往是用山地车脚踏板。 广告自行车（Advertising bike） 广告自行车是由中国国家专利局授权（ZL2007 2 0312144.6）的薄壳型车架制作的特殊自行车，利用车架表面积发布广告的专业广告自行车。

越野公路车（Cross-country cycling） 由公路自行车发展而来，起源于骑手们想用一辆自行车同时征服公路和山地，于是骑手们选用较结实的公路车架和轮子，再安装上更强的车闸和很宽的车胎，使用山地车脚踏板。越野公路车既可以在公路上实现较高速度，也有一定越野能力。

双人/多人自行车（Tandem bicycle） 又称为协力车，由两人以上协同出力，由第一位控制方向。 折叠车（Folding bicycle） 是为了便于携带与装进车内而设计的车种，有些地方的铁路及航空等公共交通工具允许旅客随身携带可折叠收合并装袋的自行车。

电动自行车（Motorized bicycle） 一种以一半电力驱动和一半人力。

6.山地自行车的有关知识有什么

三、自行车上下坡骑行技术 上、下坡骑行技术是公路自行车的一种重要的基本技术。

（一）上坡骑行技术 上坡骑行要保持正常的踏蹬动作，不可突然用力，一般情况下，不宜采用站立式骑行或提拉式骑行方法，否则会过多地消耗体力。遇到短距离坡路，应充分利用物体运动的惯性原理，轻松地踏蹬，快到坡顶时可采用站立式骑行，把速度尽可能提高，给下坡加速创造有利条件。

遇到漫长的上坡，要根据自己的体力状况及时调整传动比，不要等到骑不动和速度完全降下来时才改变传动比，要坚决避免重新起动的现象出现。坡路较长或有陡坡时，可交替使用站立式骑行方法，调剂用力部位，让部分肌肉得到休息。

上坡时跟车不要太近。由于上坡用力的原因，行车常常左右摆动，跟车过近，可能发生碰撞。

再者，上坡时速度显着下降，跟车反而会使自己的骑行方法受到限制。 （二）下坡骑行技术 下坡骑行要达到理想效果，就要勇敢机智，胆大心细，精力集中，两眼密切注视前方路面，随时准备果断处理路面上出现的任何情况；不仅要充分利用车子运动惯性滑行，而且要敢于主动踏蹬，加大速度。

转弯时，身体和车子要保持一致，向里倾斜，上体和车子保持一条直线，以克服离心力。倾斜角度根据速度和弯道大小而定，但一般不得超过28度，否则就有滑倒的危险。

转弯前要控制车速。用点闸的方法逐渐减速，刹车时，尽可能前后闸同时使用，前闸可稍稍提前，使用前闸，要求前轮的方向和车子前进的方向相一致，否则，会因骑行者的体重和车子惯性受到限制而导致摔跤。

进入弯道后将闸放开，以免造成不必要的减速。弯道上使用后闸不要过猛。

否则车子可能掉头或滑倒。 四、刹车的技巧 前刹车能提供你非常好的制动力，但是也可以让你变成空中飞人，下面我们告诉你如何刹车。

（一）使用前刹车的时候将重心往后移 当你使用前刹的时候，你的重心会因为惯性而自然前移，你必须练习当你开始刹车时，有意识地将你的重心向后 移动（身体放低， *** 往后移）。重心往后移的越多，你就可以使用更多的刹车力量。

你可以在沙地或有点湿滑的平地上练习，加快速度使用不同的力道压下你的前、后刹车，了解如何控制你的刹车。或在骑行的时候询问高手他是怎么使用刹车的。

（二）转弯时减低前刹的力量 和驾驶汽车一样，在转弯的时候你必须要降低速度。如果你在转弯的时候使劲地压下你的刹车，你将会产生侧滑而失去控制。

在转弯的时候同时使用你的前、后刹车来降低你的速度。当刹车的时候你前轮的反应会降低，所以减少前刹车力你的转弯将会更完美。

如果你在一个下坡的急转弯，需要使用到刹车时，尽量使用后刹车的力量。如在平地上，在最后一刻刹车时将重心往后降低以前面 30% 后面 70% 的刹车力量，来作刹车的动作。

（三）不要过度的压下前刹 "惯性是你的朋友"，你需要速度去通过岩石及障碍。不然轮子将会停止转动，将你抛过把手。

过度的压下前刹会使你的重心前移，导至车头下倾。 如果你在险峻下坡的转弯中使用前刹，这时你必须同时控制你的前后刹车，不可过度地用力一直的按着，这时你可将刹车作一放一按的动作，以防止刹车锁死的现象发生。

五、山地车骑行技巧——简单的小技巧使你更像专业骑手 骑着你的山地车上路，同家人与孩子一起沐浴在郊外的大自然中，享受郊游的快乐。有一两件事可能会围绕你：亦或在骑山地车行进中，你肚子饿了想要掏点东西吃，但是当你放开手单手骑车时却很容易摔倒；您想喝水时，你的水壶却好象离你远了些而难以拿到；当你要观察后方的情况时，不要担心，经由我们说明之后，这些小技巧只要稍加练习，你就会非常熟练，好象是生来便有的能力。

1、口干吗？假如可能的话，先找一条平坦的，或者是稍稍下坡的道路，（凹凸不平的路可不是将一只手松开把手的好时机），不要停止踩踏板，而且保持向前看，而不是看着你的手，一只手肘微弯，握住把手。手肘微弯能够吸收石块路面带来的震动 ，同时能够稳定你在喝水时任何影响山地车方向的动作，另一只手伸下去拿水壶，这时，也不可以看下方而是保持直视正前方，这样不停地反复练习，直到很熟练为止。

如果你的水壶是小号的，伸手下去时，要抓它的瓶盖部份，如果是大号的水壶，便握住瓶身凹下去的地方，在喝水的时候，水壶要向嘴角侧面，以免遮住视线。用牙齿拔开瓶盖，喝完水后，用你的身体来压住关上瓶盖，然后将水壶滑顺地放回架上，这时仍然不可往下看，保持直视前方。

如果此招不行，那不如就带个奶瓶上路，或试试使用一种不用动手的饮水系统，只要将一支吸管放入嘴中便可以了。 2、往后看的时候，你的手不能离开把手，同时要注意前方路面，当你从左肩扭头往后看时，将你的右手放松，手肘处微弯，这样虽然你的上身扭转了，却仍能保持山地车笔直的方向，假如你骑得非常快的时候，你也可以很快地从你的左臂下方低头很快地查看后方一下。

如果你需要比较长时间去查看后方，那你就必须坐正上身，右手抓住靠近竖管处的龙头，然后放开左手，身体在座垫上稍稍扭转向后看， 一个职业化的小技巧：当你与另。