如图所示，一自行车上连接踏脚板的连杆长R1，由踏脚板带动半径为

问题问答题

如图所示，一自行车上连接踏脚板的连杆长R₁，由踏脚板带动半径为r₁的大齿盘，通过链条与半径为r₂的后轮齿盘连接，带动半径为R₂的后轮转动．

（1）设自行车在水平路面上匀速行过时，受到的平均阻力为f，人蹬踏脚板的平均作用力为F，链条中的张力为T，地面对后轮的静摩擦力为f_s，通过观察，写出传动系统中有几个转动轴，分别写出对应的力矩平衡表达式；

（2）设R₁=20厘米，R₂=33厘米，踏脚大齿盘与后轮齿盘的齿数分别为48和24，计算人蹬踏脚板的平均作用力与平均阻力之比；

（3）自行车传动系统可简化为一个等效杠杆．以R₁为一力臂，在右框中画出这一杠杆示意图，标出支点，力臂尺寸和作用力方向．

答案

（1）自行车传动系统中有2个转动轴．

对踏脚齿盘中心的转动轴可列出：FR₁=Tr₁ ①

对后轮的转动轴可列出：Tr₂=f_sR₂ ②

（2）由 FR₁=Tr₁ Tr₂=f_sR₂

及 f_s=f ③

可得

FR1

fR2

=2 ④

故

2×33

=3.3 ⑤

（3）如图所示．

答：

（1）传动系统中有2个转动轴，对应的力矩平衡表达式分别是FR₁=Tr₁和Tr₂=f_sR₂

（2）人蹬踏脚板的平均作用力与平均阻力之比为3.3．

（3）杠杆示意图如图．