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自行车前叉后倾


揭秘自行车的原理为什么自行车不会倒可以用 2 个轮子行驶 (有 图有说明)
摘要: 为什么自行车不会倒, 可以用两个轮子很稳地前进呢, 摘要 揭秘自行车的原理, 为什么自行车的速度越高车就越稳呢。自行车到底是怎么工作的,本文将揭开这 个工作原理,自行车为何不能自己竖着不倒?

我们先来看看自行车的基本架构: 我们主要介绍自行车的导向系统:由车把、前叉

、前轴、前轮等部件组成。乘骑 车把、前叉、前轴、前轮 车把 者可以通过操纵车把来改变行驶方向并保持车身平衡。

自行车不倒的原因: 1: 陀螺效应 旋转的物体有保持其旋转方向(旋转轴的方向)的惯性。 陀螺效应在保持自行 车稳定中也许起到不可忽略的效果,但是,如果自行车单单凭借陀螺效应保持稳 定,那么,初学者也应该在高速骑车时不会倒下。另一个方面看,骑独轮车的杂 技演员由于车速很低,甚至车轮完全停止转动,则基本无法依靠陀螺效应保持平 衡。

2:自行车本身的平衡机制 2:自行车本身的平衡机制 自行车本身的平衡机制,来自于前叉后倾.几乎每辆自行车的车把轴,都不是与 地面完全垂直, 而是后倾的。 由于前轮是固定在车把的前叉上, 因此叫前叉后倾。 前倾叉后, 使车辆转弯时产生的离心力所形成的力矩方向, 与车轮偏转方向相反, 迫使车轮偏转后自动恢复到原来的中间位置上。这样,车子就有了自动回正的稳 定性。车速越快,所造成的恢复力矩越大,骑车人就越感到稳定。 而且车子前 叉越后倾,车子越稳定.

附:自行车的”前叉后倾” 自行车的”前叉后倾” 如下图所示,自行车前轮的转向是由“前叉”控制的。也就是说,前叉操纵前轮 转弯时,前轮的转动是以前叉所在的直径为转轴的。(图中红色直径) 当干扰 力矩使车向左倾斜,前轮也将随之向左转弯。这时,在前轮与地面的接触点 A 处必将产生一个向右的运动趋势,因而地面也就必将产生一个向左的摩擦力,这 个摩擦力有两个作用。一是它对前后轮中心连线所形成的力矩,反抗车身向左的 倾斜;二是它对前叉轴线形成的力矩迫使前轮恢复到原来的方向。

行进中,车轮的运动可以分解为绕轴的转动和随整车前进的“平动”.如左图所 示,车轮绕轴逆时针转动,当外界干扰力矩使车轮向左发生一定的偏倒时,车轮 到底怎样运动呢? 我们来考察车轮最上面一点 A 的运动状态。车轮的偏转,使它产生了一个垂直于 旋转平面的轴向速度; 由于车轮的转动, 它还具有位于旋转面内的圆周切向速度; 该点的实际速度是这两个速度的矢量和。轮子的转速越大,其合速度越靠近旋转 平面,车轮也就越稳定。这个合速度显然缓解了车轮的倾倒.一般情况下,圆周 切线速度都比使车倾倒的轴向速度大得很多, 因而车轮的高速转动能有效地抵御 干扰力矩的作用。

3:人在维持自行车不倒中的作用 3:人在维持自行车不倒中的作用 自行车的平衡还来自于骑车人腰部的肌肉。骑车的身体可以形成自动的条件反 射,当自行车稍微倾斜倒下时,人的身体会感受到,腰部肌肉会自动动作,把身 体拉向另一侧,形成的反向力矩促使车身抬起. 1.让车轮转动,使之具备“陀螺效应”,从而给自行车奠定了不易倾倒的力学基 础;2.由于在某一转速下,车轮抗干扰的能力是有限的,骑车人还能通过控制自 行车姿态或调节本身姿态,使干扰始终维持在临界值之内;3.调节自行车,使之 具有更好的稳定性,如加大车轮转速,适当改变车的方向等;4.调节整体姿态, 以抵消干扰。 如因地面或侧风使车始终向一边倾斜, 而行车路线又不允许转弯时, 则需调整姿态,抵消干扰,保持车的不倒状态。 需要下载 PPT 为大家讲演的朋友可以点此自行车的原理.ppt 下载自行车工作原 理的 PPT 课件


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