内容正文:
自行车是一种以人力为动力、简单环保的交通工具。自行车利用了多种简单机械,大大提高了工作效率。
活动一:寻找自行车上的简单机械
观察自行车,找一找有哪些简单机械,它们有什么作用。
轮轴系统和链条传动系统
轮轴系统和杠杆系统
将自行车上的简单机械整理在概念图中。
刹车把手
锥形接口
脚踏曲柄与链轮
车把
客观事实:一般自行车几乎不会用到滑轮结构。
活动二:自行车的结构
人们根据实际需要对简单机械进行组合,发明了各种机器。大部分机器都是由动力部分、传动部分、工作部分和控制部分组成的。
齿轮箱
——传动部分
开关
——控制部分
电动机
——动力部分
轮子
——工作部分
自行车是一种设计合理、使用广泛的机器。请你找出自行车的四个组成部分。
链条
——传动部分
车把和刹车把手
——控制部分
人蹬脚踏
——动力部分
两个轮子
——工作部分
问题1:在自行车的链传动装置中,链轮起到了什么作用?
假设:链轮起到了 作用。
方法:转动自行车大链轮一圈,观察后轮小链轮转动多少圈。
传递动力
43齿
16齿
记录:转动大链轮 圈,小链轮转动 圈。
结论:在链传动过程中,链轮有 的作用。
43齿
16齿
16
43
传递动力并改变转速
因为43和16互质,最小公倍数为 688,所以大齿轮转16圈、小齿轮转43圈时,两者同时回到初始位置。
问题2:如果让两个齿轮咬合在一起,它们在传动过程中起到了什么作用?
方法:
1. 转动大齿轮,观察小齿轮的运动方向与速度。
2. 转动小齿轮,观察大齿轮的运动方向与速度。
记录:
1. 把大齿轮向 转 圈,则小齿轮向 转 圈,
可以 小齿轮的工作速度。
2. 把小齿轮向 转 圈,则大齿轮向 转 圈,
可以 大齿轮的工作速度。
结论:在传动过程中,齿轮有 的作用。
左
14齿
28齿
1
右
2
加快
左
2
右
1
减慢
传递动力、控制方向、改变转速
小结:
链条传动和齿轮传动都是自行车上用来传递脚蹬力量的常见方式。
链条传动:脚踩脚踏带动前面的大链轮转动,大链轮通过链条拉动后面的小飞轮,从而驱动后轮前进。优点是结构简单、成本低、变速范围大,维修方便。缺点是链条裸露在外,容易沾灰生锈,也容易掉链子或夹裤脚,需要经常上油维护。
齿轮传动(也叫轴传动):脚蹬带动前齿轮,前齿轮直接咬合或通过传动轴带动后齿轮,再驱动后轮。优点是全封闭设计,不怕泥水,不用上油,几乎免维护,也不会掉链子或夹裤脚。缺点是结构复杂、成本高、车身较重,而且变速范围有限,维修起来比较麻烦。
简单说:链条传动便宜好用但要常保养;齿轮传动干净省心但贵且重。
讨论:自行车的各部分有什么作用?
自行车车架支撑人体与各部件;车把控制方向;脚踏和链轮传递动力;链条带动后飞轮驱动后轮;刹车减速停止;轮胎滚动前进并减震。各部件协同实现骑行。
研究新型自行车
仔细观察新型的共享单车,分析它的车轮、轮盘和车锁等部分与传统的自行车有什么不同,这样设计有什么优点。
实心轮胎
结实耐造
智能锁具
方便安全
全封闭齿轮轴传动
经久耐用故障低
车架采用粗壮的一体化金属管材,坚固耐用且防盗性强。最显著的特点是用封闭式轴传动取代了传统链条,传动系统内置,免维护、不掉链、不易损坏。前后轮采用一体压铸轮毂,无传统辐条,抗破坏能力极强。车头配有固定式金属前筐,方便载物。车座可调节高度,脚踏曲柄粗壮。整体设计偏向公共共享场景,强调低维护、高耐用、防破坏,但车身较重,骑行阻力可能略大。
新型的共享单车的设计有什么特点?
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