问题
计算题
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进时,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fS。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=20Cm,R2=33Cm,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,在方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
解:(1)自行车传动系统中的转动轴个数为2
对踏脚齿盘中心的转动轴中有FR1=TR1
对后轮的转动轴有TR2=fSR2
(2)由FR1=TR1,TR2=fSR2,及fS=f
可得FR1/fSR2=R1/R2=48/24
所以F/f=R1R2/R2R1=48×33/24×20=3.3
(3)如图所示