自行車的車架、輪胎、腳踏、剎車、鏈條等25個部件中,其基本部件缺一不可.其中,車架是自行車的骨架,它所承受的人和貨物的重量最大.按照各部件的工作特點,大致可將其分為導(dǎo)向系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)：
1、導(dǎo)向系統(tǒng)：由車把、前叉、前軸、前輪等部件組成.乘騎者可以通過操縱車把來改變行駛方向并保持車身平衡.
2、驅(qū)動（傳動或行走）系統(tǒng)：由腳蹬、中軸、鏈輪、曲柄、鏈條、飛輪、后軸、后輪等部件組成.人的腳的蹬力是靠腳蹬通過曲柄,鏈輪、鏈條、飛輪、后軸等部件傳動的,從而使自行車不斷前進(jìn).
3、制動系統(tǒng)：它由車閘部件組成、乘騎者可以隨時操縱車閘,使行駛的自行車減速、停使、確保行車安全.
此外,為了安全和美觀,以及從實用出發(fā),還裝配了車燈,支架等部件.
下面來具體介紹一些與力學(xué)知識有關(guān)的自行車部件：
1、車架部件是構(gòu)成自行車的基本結(jié)構(gòu)體,也是自行車的骨架和主體,其他部件也都是直接或間接安裝在車架上的.
車架部件的結(jié)構(gòu)形式有很多,但總體可以分為兩大類：即男式車架和女式車架.
車架一般采用普通碳素銅管經(jīng)過焊接、組合而成.為了減輕管重量,提高強度,較高檔的自行車采用低合金鋼管制造.為了減少快速行駛的阻力,有的自行車還采用流線型的鋼管.
由于自行車是依靠人體自身的驅(qū)動力和騎車技能而行駛的,車架便成為承受自行車在行駛中所產(chǎn)生的沖擊載荷以及能否舒適、安全地運載人體的重要結(jié)構(gòu)體,車架部件制造精度的優(yōu)劣,將直接影響乘騎的安全、平穩(wěn)、和輕快.一般輻條是等徑的,為了減輕重力,也有制成兩端大、中間小的變徑輻條,還有為了減少空氣阻力將輻條制成扁流線型
2、外胎：分軟邊胎和硬邊胎兩種.軟邊胎斷面較寬,能全部裹住內(nèi)胎,著地面積比較大,能適宜多種道路行駛.硬邊胎自重輕,著地面積小適宜在平坦的道路上行駛,具有阻力小,行駛輕快等優(yōu)點.
外胎上的花紋是為了增加與地面的摩擦力.山地自行車的外胎寬度特別寬,花紋較深也是適應(yīng)越野山地用.
3、腳蹬部件：腳蹬部件裝配在中軸部件的左右曲柄上,是一個將平動力轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動力的裝置,自行車騎行時,腳踏力首先傳遞給腳蹬部件,然后由腳蹬軸轉(zhuǎn)動曲柄,中軸,鏈條飛輪,使后輪轉(zhuǎn)動,從而使自行車前進(jìn).因此腳蹬部件的結(jié)構(gòu)和規(guī)格是否合適,將直接影響騎車人的放腳位置是否合適,自行車的驅(qū)動能否順利進(jìn)行.
腳踏：可分為整體式腳踏和組合式腳踏.無論什么款式的腳踏都必須有腳踏面,必須安全可靠,具有一定的防滑性能,可以選用橡膠、塑料或金屬材料制造.腳踏必須轉(zhuǎn)動靈活.
4、前叉部件：前叉部件在自行車結(jié)構(gòu)中處于前方部位,它的上端與車把部件相連,車架部件與前管配合,下端與前軸部件配合,組成自行車的導(dǎo)向系統(tǒng).
轉(zhuǎn)動車把和前叉,可以使前輪改變方向,起到了自行車的導(dǎo)向作用.此外,還可以起到控制自行車行駛的作用.
前叉部件的受力情況屬懸臂梁性質(zhì),故前叉部件必須具有足夠的強度等性質(zhì).
5、鏈條：鏈條又稱車鏈、滾子鏈,安裝在連輪和飛輪上.其作用是將腳踏力由曲柄、鏈輪傳遞到飛輪和后輪上,帶動自行車前進(jìn).
鏈輪：用高強度鋼材制成,保證其達(dá)到需要的拉力.
6、飛輪：飛輪以內(nèi)螺紋旋擰固定在后軸的右端,與鏈輪保持同一平面,并通過鏈條與鏈輪相連接,構(gòu)成自行車的驅(qū)動系統(tǒng).從結(jié)構(gòu)上可分為單級飛輪和多級飛輪兩大類.
單級飛輪又稱為單鏈輪片飛輪,主要由外套、平擋和芯子、千斤、千斤簧、墊圈、絲擋幾鋼球等零件組成.
其單級飛輪工作原理：當(dāng)向前踏動腳踏是,鏈條帶動飛輪向前轉(zhuǎn)動,這時飛輪內(nèi)齒和千斤相含,飛輪的轉(zhuǎn)動力通過千斤傳到芯子,芯子帶動后軸和后輪轉(zhuǎn)動,自行車就前進(jìn)了.
當(dāng)停止踏動腳踏板時,鏈條和外套都不旋轉(zhuǎn),但后輪在慣性作用下仍然帶動芯子和千斤向前轉(zhuǎn)動,這時飛輪內(nèi)齒產(chǎn)生相對滑動,由此將芯子壓縮到芯子的槽口內(nèi),千斤又壓縮了千斤簧.當(dāng)千斤齒頂滑到飛輪內(nèi)齒頂端時,千斤簧被壓縮得最多,再稍微向前滑一點,千斤被千斤簧彈到齒根上,發(fā)出“嗒嗒”的聲響.芯子轉(zhuǎn)動加快,千斤也很快在各個飛輪內(nèi)齒上滑動,發(fā)出“嗒嗒”的聲音.當(dāng)反向踏動腳踏時,外套反向轉(zhuǎn)動,會加速千斤的滑動,使“嗒嗒”聲響得更急促.多級飛輪是自行車變速裝置中的一個重要部件.
多級飛輪是在單級飛輪的基礎(chǔ)上,增加幾片飛輪片,與中軸上的鏈輪結(jié)合,組成各種不同的傳遞比,從而改變了自行車的速度.