Hay 25 componentes que incluyen cuadro de bicicleta, neumáticos, pedales, frenos, cadenas, etc., y todos los componentes básicos son indispensables. Entre ellos, el cuadro es el esqueleto de la bicicleta y soporta el mayor peso de personas y carga. Según las características de trabajo de cada componente, se puede dividir a grandes rasgos en sistema de guía, sistema de conducción y sistema de frenado.
1.1 Sistema de guiado: Está formado por manillares, horquillas delanteras, ejes delanteros, ruedas delanteras y otros componentes. El ciclista puede cambiar la dirección de la marcha y mantener el equilibrio manipulando el manillar.
1.2 Sistema de tracción (transmisión o marcha): consta de pedales, eje central, placa dentada, manivela, cadena, volante, eje trasero, rueda trasera y otros componentes. La fuerza de pedaleo de los pies humanos es impulsada por los pedales a través de manivelas, ruedas dentadas, cadenas, volantes, ejes traseros y otros componentes, lo que hace que la bicicleta avance continuamente.
1.3 Sistema de frenos: Consta de componentes de freno, el ciclista puede controlar los frenos en cualquier momento para reducir la velocidad y detener la bicicleta en movimiento para garantizar la seguridad en la conducción.
Además, por seguridad, belleza y practicidad, también está equipado con luces, soportes y otros componentes.
Componente del pedal: El componente del pedal se ensambla en las bielas izquierda y derecha del componente del eje central y es un dispositivo que convierte la fuerza de traslación en fuerza de rotación. Cuando se anda en bicicleta, la fuerza del pedal se transmite primero a los componentes del pedal y luego el eje del pedal hace girar la manivela, el eje central y el volante de cadena, lo que hace que la rueda trasera gire y la bicicleta avance. Por lo tanto, si la estructura y las especificaciones del conjunto de pedales son apropiadas afectará directamente si la posición del pie del ciclista es apropiada y si la bicicleta puede conducirse sin problemas.
Pedales: se pueden dividir en pedales integrales y pedales combinados. No importa el estilo de pedal, debe tener una superficie de pedal que sea segura y confiable y que tenga ciertas propiedades antideslizantes.
El marco generalmente está hecho de tubos de cobre al carbono ordinarios soldados entre sí. Para reducir el peso de los tubos de acero y mejorar su resistencia, las bicicletas de alta gama utilizan tubos de acero de baja aleación. Para reducir la resistencia al viajar rápidamente, las bicicletas deben utilizar tubos de acero aerodinámicos.
Dado que las bicicletas dependen de la fuerza motriz y las habilidades de conducción del cuerpo humano para viajar, el cuadro se convierte en una estructura importante que puede soportar la carga de impacto generada por la bicicleta durante el viaje y si puede transportar el cuerpo humano. cómodamente y con seguridad. La precisión de fabricación de los componentes del bastidor afectará directamente a la seguridad, la estabilidad y el peso ligero del vehículo.
Neumáticos: Hay dos tipos: neumáticos de lados blandos y neumáticos de lados duros. El neumático de flanco blando tiene una sección transversal más ancha, que puede envolver completamente la cámara de aire y tiene un área de aterrizaje relativamente grande, lo que lo hace adecuado para conducir en diversas superficies de carretera. Los neumáticos de lados rígidos tienen las ventajas de ser livianos, área de aterrizaje pequeña, baja resistencia y conducción ligera.
Conjunto de horquilla delantera: el conjunto de horquilla delantera está ubicado en la parte delantera de la estructura de la bicicleta, su extremo superior está conectado al conjunto del manillar, el conjunto del cuadro coopera con el tubo delantero y el extremo inferior coopera con el conjunto del eje delantero para formar el sistema de guía de la bicicleta.
Girar el manillar y la horquilla delantera puede cambiar la dirección de la rueda delantera y guiar la bicicleta. Además, también puede desempeñar un papel en el control del funcionamiento de la bicicleta. La horquilla delantera es una viga voladiza, por lo que la horquilla delantera debe tener suficiente resistencia y otras propiedades.
Piñones: deben ser de acero de alta resistencia para garantizar que se consiga la tensión requerida.
El principio de funcionamiento del volante: cuando se pisa el pedal hacia adelante, la cadena hace que el volante gire hacia adelante y luego se contienen los dientes internos del volante y el peso. La fuerza de rotación del volante se transmite al movimiento a través del gato, y el movimiento hace que el eje trasero y la rueda trasera giren y la bicicleta avanza. Cuando el pedal se detiene, la cadena y la chaqueta no giran, pero la rueda trasera aún impulsa el movimiento y el gato gira hacia adelante bajo la acción de la inercia. En este momento, los dientes internos del volante se deslizan entre sí, presionando así. el movimiento en la muesca del movimiento y el gato comprime el resorte del gato. Cuando la parte superior del diente del gato se desliza hacia la parte superior del diente en el volante, el resorte del gato se comprime al máximo. Si se desliza un poco más hacia adelante, el resorte del gato rebota hasta la raíz del diente y emite un sonido de "clic". . El movimiento gira más rápido y el gato se desliza rápidamente sobre los dientes internos de cada volante, emitiendo un sonido de "clic". Si pisa el pedal en la dirección opuesta y la chaqueta gira en la dirección opuesta, acelerará el deslizamiento del gato y hará que el "clic" suene más rápido. El volante de inercia de varias etapas es un componente importante de la transmisión de una bicicleta.
El volante de inercia multietapa se basa en el volante de inercia de una sola etapa, añadiendo varias palas del volante, combinadas con la rueda dentada en el eje central, para formar varias relaciones de transmisión, cambiando así la velocidad de la bicicleta.
Cadena: La cadena también se llama cadena de carro o cadena de rodillos, y se instala en la rueda de acoplamiento y el volante.
Su función es transferir la fuerza del pedal desde la manivela y el piñón al volante y a la rueda trasera, impulsando la bicicleta hacia adelante. El ancho de la cadena debe reducirse para que esté en estrecho contacto con los engranajes para reducir la probabilidad de que la cadena se caiga.
2. Conocimientos de mecánica de las bicicletas
2.1 Aplicación del movimiento y la fuerza
2.1.1 Aumento y reducción de la fricción
La bicicleta es movimiento Cuando hay movimiento relativo entre las partes en contacto entre sí, hay fricción en estos lugares. La fricción entre la mano y el manillar, la fricción entre la rueda y el suelo y la fricción entre la zapata del freno y la rueda son fricciones beneficiosas. La cubierta de goma del manillar está hecha de caucho con un alto coeficiente de fricción. La cubierta de goma está grabada con patrones para aumentar la fricción entre la mano y el manillar. Los patrones están grabados en la cubierta del neumático para aumentar la fricción entre la rueda y el manillar. suelo. Aumente la presión para aumentar la fricción entre las zapatas de freno y las ruedas. La fricción entre el eje delantero, el pedalier, el eje trasero, los pedales, el manillar y el cuadro es una fricción dañina. La forma de reducir esta fricción dañina es instalar cojinetes en las piezas giratorias y sustituir la fricción por deslizamiento por fricción por rodadura y lubricar estas piezas añadiendo mantequilla (grasa a base de calcio) o aceite de motor; La fricción está relacionada con dos factores: presión y rugosidad de la superficie de contacto. Cuanto mayor es la presión, mayor es la fricción; cuanto más rugosa es la superficie de contacto, mayor es la fricción. Los neumáticos de las bicicletas tienen patrones desiguales que aumentan la fricción al aumentar la rugosidad entre la bicicleta y el suelo. Su propósito es evitar que la bicicleta resbale.
Los neumáticos de bicicleta, las cubiertas de plástico de los manillares, las cubiertas de los pedales y las cubiertas de las palancas de freno tienen patrones desiguales para aumentar la fricción. Al frenar, sujete firmemente la manija del freno con las manos para aumentar la presión de las pastillas de freno en la llanta y evitar que la rueda ruede. Al frenar, las ruedas dejan de rodar y se deslizan por el suelo. Después de rodar, la fricción aumenta considerablemente y el automóvil puede frenar rápidamente.
El eje delantero, el eje intermedio y el eje trasero del coche están rodando para reducir la fricción. Para reducir aún más la fricción, a menudo se añaden lubricantes a estas áreas. Muchos lugares están grabados con patrones desiguales para aumentar la fricción.
Al frenar, las ruedas ya no ruedan sino que se deslizan por el suelo. La fricción aumenta mucho y el coche puede detenerse rápidamente. Mientras frena, sostenga firmemente la manija del freno con la mano para aumentar la presión de la zapata del freno sobre el anillo de acero y evitar que la rueda ruede.
Rodadas de neumáticos: aumentan la fricción.
Pastillas de freno: aumentan la presión y la fricción.
Cadenas y engranajes: Aumentan la rugosidad y la fricción entre ellos.
2.1.2 Efecto amortiguador del resorte
Hay un resorte helicoidal muy grueso debajo del cojín del asiento del automóvil para absorber los impactos.
El efecto amortiguador de los neumáticos: los neumáticos de bicicleta se llenan con una cantidad adecuada de aire comprimido, que tiene alta presión y puede mejorar la elasticidad. Al mismo tiempo, se instala un resorte en el sillín del automóvil para reducir la vibración del automóvil mediante la deformación elástica del resorte. Estos métodos pueden hacer que la bicicleta ande más suavemente y reducir la cojera.
2.2 Aplicación del conocimiento sobre presión
2.2.1 Carga de la bicicleta
La capacidad de carga está grabada en los neumáticos de la bicicleta para indicar claramente a las personas que no se sobrecarguen. Si la carga del vehículo es demasiado grande y el área de tensión del neumático permanece sin cambios, el neumático será aplastado debido a una fuerza excesiva. La cámara de aire de la bicicleta debe estar completamente inflada. Cuando el volumen y la temperatura del gas permanecen sin cambios, cuanto mayor es la masa del gas, mayor es la presión.
2.2.2 Física en los asientos del automóvil
El cojín del asiento tiene forma de silla de montar, lo que puede aumentar el área de contacto entre el cojín del asiento y el cuerpo humano para reducir la presión sobre las nalgas. y hacer que la persona se sienta más cómoda mientras conduce. Siéntete más cómoda mientras camina.
2.3 Aplicación de conocimientos de mecánica simple
Una bicicleta es un tipo de máquina, formada por muchas máquinas simples: el manillar de la parte de ejecución, la palanca de freno de la parte de control, la manivela delantera y el freno trasero Las partes de la manivela trasera y su soporte, el clip de resorte en el marco, el botón de la campana y otras partes son todas palancas. El pedal y la placa de engranaje grande en la parte de transmisión forman un eje que ahorra mano de obra que actúa sobre la rueda, y el volante y la rueda trasera forman un eje que ahorra mano de obra que actúa sobre el eje. considerarse como un eje. Varias partes de la bicicleta están conectadas y sujetas con tornillos, y las espirales de los tornillos son planos inclinados alrededor de un cilindro.
Las palancas de freno y las bielas del sistema de frenos de la bicicleta son palancas que ahorran mano de obra y pueden aumentar la tensión de las pastillas de freno.
Además, la rueda dentada y el pedal, la rueda trasera y el volante, el grifo del automóvil y el eje giratorio son todos ejes, lo que puede ahorrar mano de obra. El manillar de una bicicleta equivale al eje, el manillar equivale a la rueda y el eje delantero es el eje, que es una palanca que ahorra mano de obra. Los pedales y el pedalier de una bicicleta equivalen a un eje, que es esencialmente una palanca que ahorra mano de obra. El volante de bicicleta también equivale a un eje que ahorra mano de obra.
Además, la manija del freno: palanca que ahorra mano de obra, las ruedas y los pedales: eje que ahorra mano de obra.
El freno en el manillar es una palanca que ahorra trabajo. Las personas pueden presionar el freno en la llanta con muy poca fuerza, pero la presión es relativamente grande. Los frenos de bicicleta utilizan la fricción para reducir la velocidad y detener la bicicleta. Cuando usamos el freno, la fricción entre la zapata del freno y la rueda hace que la rueda deje de moverse o disminuya la velocidad, y la fricción entre la rueda y el suelo cambia de fricción de rodadura a fricción de deslizamiento. La fuerte fricción por deslizamiento hace que la bicicleta frene rápidamente.
2.4 Aplicación del conocimiento sobre la energía
Conversión entre energía cinética y energía potencial. Antes de andar en bicicleta cuesta arriba, las personas suelen pedalear varias veces para aumentar la velocidad del vehículo (energía cinética) y "correr cuesta arriba con energía cinética". Convierte una gran energía cinética en una gran energía potencial, lo que facilita llegar a la cima de la pendiente. No es necesario pedalear cuando se conduce cuesta abajo, la velocidad se vuelve cada vez más rápida. Esta es la conversión de energía potencial en energía cinética. La energía cinética aumenta, por lo que la velocidad del vehículo también aumenta.
2.5 Frenado e inercia
Cuando la bicicleta circula a gran velocidad, especialmente en bajadas, no se puede utilizar el freno delantero solo, de lo contrario se producirá un accidente por vuelco. La razón es que se aplican los frenos delanteros y las ruedas delanteras se ven obligadas a detenerse. Como rueda motriz, el bastidor de la rueda trasera y el conductor deben mantener la tendencia original de movimiento a alta velocidad debido a la inercia y luego girar hacia adelante utilizando el contacto entre la rueda delantera y el suelo como punto de apoyo, provocando un accidente por vuelco.
Cuando una persona va en bicicleta hacia adelante y se encuentra con una emergencia, generalmente necesita apretar los frenos primero, luego apretar el freno delantero, o apretar los frenos delantero y trasero juntos para evitar que la persona vuele hacia adelante debido a la inercia.
2.6 Aplicación del conocimiento sobre expansión térmica
En verano caluroso, no infle demasiado el aire del neumático, y mucho menos lo exponga al sol abrasador, porque el aire del neumático se calentará rápidamente.
2.7 Conversión de energía mecánica y energía interna
Después de un tiempo, use una bomba para inflar el neumático y la pared del cilindro se calentará. Esto se debe a que el gas en el cilindro se comprime y supera la fricción entre el pistón y la pared del cilindro para realizar trabajo, aumentando así la energía interna en la pared del cilindro. La temperatura aumenta, por lo que las paredes del cilindro se calientan.
Muelles bajo el cojín del asiento: reducen el efecto de amortiguación.
3. Sugerencias de mejora
(1) Los neumáticos, manillares, pedales y pastillas de freno de bicicleta están grabados con patrones que aumentan la rugosidad y la fricción de la superficie de contacto.
(2) Los pedales de la bicicleta deben ser de goma, plástico o metal. El pedal debe girar con flexibilidad y el pedal debe estar plano para aumentar el área de carga y reducir la presión sobre los pies.
(3) Cada eje está equipado con bolas para cambiar la fricción de deslizamiento a fricción de rodadura, reduciendo la fricción y facilitando la rotación. A menudo se aplica algo de aceite lubricante al eje para reducir la rugosidad de la superficie de contacto y reducir la fricción.
(4) Al frenar, es necesario apretar la manija del freno para aumentar la presión entre la pastilla de freno y la llanta, aumentando así la fricción.
(5) El punto de frenado de un freno común está en el interior de la llanta, es decir, la superficie interior de la llanta donde roza el freno. Tiene alta fricción y buen efecto de frenado, pero provocará mucho desgaste en los neumáticos y pastillas de freno de la bicicleta, empeorando el efecto de frenado. Si se frena en acera, también se dañará el revestimiento de la llanta.
(6) Cuadro: Para reducir el peso del tubo y mejorar su resistencia, las bicicletas de alta gama utilizan tubos de acero de baja aleación. Para reducir la resistencia a la conducción rápida, algunas bicicletas también utilizan tubos de acero aerodinámicos. El marco debe soldarse y ensamblarse a partir de tubos de cobre al carbono comunes. Deben tener radios de diámetro variable con extremos grandes y un centro pequeño. Los radios deben tener una forma plana y aerodinámica para reducir la resistencia del aire.
(7) Neumático: La banda de rodadura del neumático debe ampliarse adecuadamente para aumentar la fricción con el suelo.
(8) Cadena: la cadena se cae porque está demasiado suelta o el espacio entre ella y el engranaje es demasiado grande. La longitud de la cadena se puede acortar adecuadamente y la cadena se puede apretar.
(9) Piñón: Fabricado en acero de alta resistencia para asegurar que se consiga la tensión requerida.
(10) Pies: el sillín de la bicicleta está hecho muy plano para aumentar el área de carga y reducir la presión sobre el cuerpo.