《自行车上的简单机械》.ppt

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1、自行车是简单、方自行车是简单、方便、环保的交通工便、环保的交通工具，很多人喜欢使具，很多人喜欢使用它。用它。各种各样的自行车各种各样的自行车三人自行车三人自行车双人自行车双人自行车观察自行车观察自行车普通车普通车变变速速自自行行车车二、自行车的组成部件二、自行车的组成部件前轴前轴脚蹬脚蹬大齿轮大齿轮小齿轮小齿轮车座车座刹车刹车车把车把前轮前轮三角架三角架链条链条前叉前叉中轴中轴后轴后轴车闸车闸曲柄曲柄后轮后轮自行车的构造自行车的构造 1、 导向系统导向系统2、驱动系统、驱动系统3、制动系统、制动系统前面部分前面部分 导向系统导向系统车把车把刹车刹车前轮前轮前叉前叉前轴前轴通过操纵通过操纵车把车

2、把来改变来改变行驶方向并保持车身平衡行驶方向并保持车身平衡中间下面部分、后面部分中间下面部分、后面部分驱动系统驱动系统脚蹬脚蹬曲柄曲柄大齿轮大齿轮中轴中轴链条链条小齿轮小齿轮后轴后轴后轮后轮靠脚蹬的力通过靠脚蹬的力通过这些部件传动，这些部件传动，从而使自行车不从而使自行车不断前进。断前进。 中间、上面部分中间、上面部分制动系统制动系统车座车座三角架三角架车闸车闸可以随时操纵车闸，可以随时操纵车闸，使行驶的自行车减速、使行驶的自行车减速、停使、确保行车安全停使、确保行车安全。自行车可以依靠人的力量前进，自行车可以依靠人的力量前进，人的力量是怎样传到车轮上去的呢？人的力量是怎样传到车轮上去的呢？车

3、轮是怎样转动起来的呢？车轮是怎样转动起来的呢？重点研究驱动系统重点研究驱动系统我找到了要分析的部我找到了要分析的部位，就是位，就是驱动系统。驱动系统。这里的部件最多，而这里的部件最多，而且是最主要的部分。且是最主要的部分。我喜欢研究这里我喜欢研究这里的关键部件。的关键部件。三、三、研究链条和齿轮研究链条和齿轮 在自行车上在自行车上的各个部分中，的各个部分中，你最好奇的是哪你最好奇的是哪个部分？个部分？我对链条和齿我对链条和齿轮最感兴趣轮最感兴趣自行车上的简单机械自行车上的简单机械 这些轮这些轮子的外子的外缘缘有整有整齐齐的的齿齿列，列，这这些些轮轮子就子就称为称为齿轮齿轮，它它们能连续啮合，传

4、递运动，是们能连续啮合，传递运动，是可以可以彼此扣住互相彼此扣住互相带动的机械元件带动的机械元件。机械手表中的齿轮机械手表中的齿轮观察链条和齿轮，观察链条和齿轮，分析它们的作用和原理分析它们的作用和原理大齿轮大齿轮小齿轮小齿轮链条链条脚蹬大齿轮脚蹬大齿轮通过链条通过链条驱动轮小齿轮驱动轮小齿轮阅读课文阅读课文P18P18页。页。观看视频观看视频链条传链条传动与齿轮传动动与齿轮传动脚踏车脚踏车上有大、小上有大、小齿轮的组合齿轮的组合，它，它们以链条相们以链条相连连，使大，使大齿轮齿轮可以可以带动带动小小齿轮齿轮。仔。仔细观细观察，大、察，大、小小齿轮齿轮转动转动的方向一的方向一样吗样吗？ 大大齿

5、轮齿轮小小齿轮齿轮链条链条脚脚踏板踏板脚踏车上的脚踏车上的链条链条可以将一个齿轮的转动传给另一可以将一个齿轮的转动传给另一个齿轮个齿轮，而使得两个分开的齿轮可以同时转动而使得两个分开的齿轮可以同时转动。齿轮再带动轮子转动齿轮再带动轮子转动，所以，所以脚踏车脚踏车就可以前就可以前进进。 转转过过的的齿齿数数一一样样吗吗？两齿轮转动的两齿轮转动的快慢快慢一样吗？一样吗？两个齿轮转过的两个齿轮转过的齿数是相同的齿数是相同的测量大齿轮带动小齿轮转动的圈数测量大齿轮带动小齿轮转动的圈数数一数大小齿轮数一数大小齿轮的齿数的齿数 传动比传动比大齿轮齿数大齿轮齿数: :小小齿轮齿数小齿齿轮齿数小齿轮转动圈数轮

6、转动圈数: :大大齿轮转动圈数齿轮转动圈数 大齿轮大齿轮 小齿轮小齿轮我们的发现我们的发现 齿数齿数转圈转圈转速转速观察物观察物观察项目观察项目测量大齿轮带动小齿轮转动的圈数测量大齿轮带动小齿轮转动的圈数数一数大小齿轮数一数大小齿轮的齿数的齿数 传动比传动比大齿轮齿数大齿轮齿数: :小小齿轮齿数小齿齿轮齿数小齿轮转动圈数轮转动圈数: :大大齿轮转动圈数齿轮转动圈数 大齿轮大齿轮 小齿轮小齿轮我们的发现我们的发现 齿数齿数4444个个2424个个两齿轮转过的两齿轮转过的齿数一样。应齿数一样。应该转过的圆的该转过的圆的长度也是一样长度也是一样的，所以按照的，所以按照齿数齿数来推算来推算周周长长，根

7、据周长，根据周长推算转的推算转的圈数圈数转圈转圈1 12 2转速转速慢慢快快观察物观察物观察项目观察项目齿轮转动的快慢与齿轮的大小是什么关系齿轮转动的快慢与齿轮的大小是什么关系？齿轮大，周长就长，齿轮小，周长短，大齿齿轮大，周长就长，齿轮小，周长短，大齿轮带动小齿轮转动时转过的长度是一样的，轮带动小齿轮转动时转过的长度是一样的，所以齿轮小就转得快；齿轮大就转的慢。根所以齿轮小就转得快；齿轮大就转的慢。根据周长的比就可推算出各自转的圈数，周长据周长的比就可推算出各自转的圈数，周长可以根据齿数来确定。可以根据齿数来确定。大齿轮大齿轮脚蹬曲柄脚蹬曲柄链条链条小齿轮小齿轮骑自行车时，动力是怎样被传到后

8、轮骑自行车时，动力是怎样被传到后轮的？的？由链条将动力从踏板那里传到了后轮上。由链条将动力从踏板那里传到了后轮上。链条和齿轮，能起到什么作用？链条和齿轮，能起到什么作用？起起传动作用传动作用；链条和齿轮都是传动件，能带动车轮旋转。链条和齿轮都是传动件，能带动车轮旋转。 通过通过脚蹬脚蹬带动带动曲柄曲柄，进而带动，进而带动牙盘牙盘的的转动，再通过转动，再通过链条链条带动带动飞轮飞轮转动，进转动，进而驱动而驱动后轮后轮转动，提供动力，完成自转动，提供动力，完成自行车的整个行车的整个传动链。传动链。 脚蹬飞轮飞轮后轮后轮脚蹬脚蹬曲柄曲柄转动转动链条链条带动带动牙盘牙盘通过通过带动带动带动带动自行车的

9、整个传动链。自行车的整个传动链。 脚踏杆的转动圈数牙盘转动圈数，脚踏杆的转动圈数牙盘转动圈数， 即即n=n1n=n1；同时；同时牙盘牙盘转动过的总长度转动过的总长度s1s1 飞轮飞轮转动过的总长转动过的总长s2s2， 其中其中s s轮的周长轮的周长转过的圈转过的圈 如果大齿轮是如果大齿轮是3232个个齿，小齿轮是齿，小齿轮是1616个个齿，那齿，那么大齿轮转一圈，小齿轮转么大齿轮转一圈，小齿轮转2 2圈。圈。 自行车是依靠自行车是依靠 和人的力量前进的和人的力量前进的链条和两个齿轮链条和两个齿轮当主动轴选用最大的齿轮当主动轴选用最大的齿轮, ,从动轴选用最小的齿轮时从动轴选用最小的齿轮时, ,

10、可以获得最可以获得最大大速度速度, ,但却最但却最费力费力, , 脚蹬板脚蹬板 大齿轮大齿轮 链条链条 小齿轮小齿轮 后轮后轮前轮起什么作用呢？前轮起什么作用呢？前轮担当着支撑车体和前轮担当着支撑车体和导向作用导向作用 掌握方向，受力掌握方向，受力 变速自行车上大齿轮有变速自行车上大齿轮有几个？小齿轮有几个？研究几个？小齿轮有几个？研究一下变速是怎样发生的。一下变速是怎样发生的。当当主动轴主动轴选用最小的齿轮选用最小的齿轮, ,从动轴从动轴选用最大的齿轮时选用最大的齿轮时, ,可以获得最小速度可以获得最小速度, ,但却十分但却十分省力省力, 当前齿轮固定时当前齿轮固定时, ,从动轴上的齿轮越小

11、从动轴上的齿轮越小, ,越能越能加速加速. . 有多个齿轮，有多个齿轮，大小齿轮间轮换转动大小齿轮间轮换转动六个齿轮六个齿轮自行车的变速原理自行车的变速原理 从机械原理角度来看，从机械原理角度来看，主动轮（牙盘）主动轮（牙盘）和和从动轮（飞轮）相互间的大小决定其从动轮（飞轮）相互间的大小决定其传动传动比比的大小。对一辆自行车来说，其骑行速的大小。对一辆自行车来说，其骑行速度的快慢主要取决于装置中链轮直径大小度的快慢主要取决于装置中链轮直径大小（齿数）和飞轮直径大小（齿数）之比这（齿数）和飞轮直径大小（齿数）之比这个比率称为个比率称为“速比速比”。脚踏车脚踏车就是利用一些就是利用一些简单机械组简

12、单机械组合而成。想一合而成。想一想，除了想，除了链条与齿轮链条与齿轮之外，之外，脚踏车还脚踏车还利用到哪利用到哪些些简单机械简单机械？ 自行车的牙盘和自行车的牙盘和飞轮是齿轮飞轮是齿轮自行车的车把自行车的车把是一个轮轴是一个轮轴自行车的脚蹬自行车的脚蹬也是一种轮轴呢也是一种轮轴呢自行车是一种机械，它由许多的简自行车是一种机械，它由许多的简单机械构成单机械构成 刹车系统刹车系统 这是一个这是一个省力杠杆，省力杠杆，人们用很小的力就能使车闸人们用很小的力就能使车闸以较大的压力压到车轮的钢圈上以较大的压力压到车轮的钢圈上。 车把车把 控制前轮转向的控制前轮转向的杠杆杠杆人们用很小的力就能转动自行车前

13、轮，人们用很小的力就能转动自行车前轮，来控制自行车的运动方向和自行车的平衡来控制自行车的运动方向和自行车的平衡。 组成组成省力轮轴省力轮轴 脚蹬半径大于花盘齿轮半径脚蹬半径大于花盘齿轮半径 中轴上的脚蹬和花盘齿轮中轴上的脚蹬和花盘齿轮 后轴上的齿轮和后轮后轴上的齿轮和后轮 组成组成费力轮轴费力轮轴齿轮半径小于后轮半径齿轮半径小于后轮半径 都利用轮轴原理都利用轮轴原理来传递力量来传递力量自行车手把与前叉轴自行车手把与前叉轴 组成组成省力轮轴省力轮轴 手把转动的半径大于前叉轴的半径手把转动的半径大于前叉轴的半径 大大链轮经链轮经由由链条带动小链条带动小链轮链轮，是，是利利用用了了 齿轮齿轮的的带动

14、带动方式。方式。螺旋螺旋：利用：利用螺丝钉螺丝钉（斜面）（斜面）来来固定各部分固定各部分。 自行车上简单机械原理的应用自行车上简单机械原理的应用自行车部件（图片自行车部件（图片) )简单机械类型简单机械类型 所起的作用所起的作用车把车把脚蹬与齿轮脚蹬与齿轮刹刹 车车大车轮与小车轴大车轮与小车轴大大链轮经链轮经由由链条带动小链条带动小链轮链轮 齿轮齿轮螺丝与螺帽螺丝与螺帽轮轴轮轴轮轴轮轴斜面斜面杠杆杠杆轻松控制方向轻松控制方向省力省力加快速度加快速度提高转速提高转速省力省力省力省力轮轴轮轴四、寻找自行车上的简单机械四、寻找自行车上的简单机械车把刹车是杠杆车把刹车是杠杆刹车制动架是杠杆刹车制动架是

15、杠杆脚踏板是轮轴脚踏板是轮轴大齿轮大齿轮小齿轮小齿轮前前 轴轴是轮轴是轮轴大齿轮小齿轮前轴科学概念科学概念 自行车运用了杠杆、自行车运用了杠杆、轮轴、斜面、齿轮等简轮轴、斜面、齿轮等简单机械的原理，是应用单机械的原理，是应用广泛的交通工具。广泛的交通工具。5、大齿轮带动小齿轮时，转动速度变、大齿轮带动小齿轮时，转动速度变 ；小齿轮带动；小齿轮带动 大齿轮时，转动速度变大齿轮时，转动速度变 。6、自行车是依靠、自行车是依靠 和人的力量前进的。和人的力量前进的。7、如果大齿轮是、如果大齿轮是32个齿，小齿轮是个齿，小齿轮是16个齿，那么大齿轮转个齿，那么大齿轮转 一圈，小齿轮转一圈，小齿轮转 圈。

16、圈。快快慢慢链条和两个齿轮链条和两个齿轮21、自行车只利用了一种简单机械的原理。（、自行车只利用了一种简单机械的原理。（ ）2、自行车中不存在滑轮原理。（、自行车中不存在滑轮原理。（ ）3、只要使用轮轴都能省力。（、只要使用轮轴都能省力。（ ）4、杠杆的支撑点离物体越近，离用力点越远时越省力。（、杠杆的支撑点离物体越近，离用力点越远时越省力。（ ）5、用力点、阻力点只能分别作用在杠杆支点的两侧。（、用力点、阻力点只能分别作用在杠杆支点的两侧。（ ）6、斜面有省力的作用，坡度越大越省力。（、斜面有省力的作用，坡度越大越省力。（ ）7、自行车前进时脚蹬子上的齿轮肯定比后轮上齿轮转得快（、自行车前进

17、时脚蹬子上的齿轮肯定比后轮上齿轮转得快（ ）8、自行车车胎上花纹是为了增加与地面之间的摩擦力（、自行车车胎上花纹是为了增加与地面之间的摩擦力（ ）脚蹬子脚蹬子斧头斧头撬棍撬棍旗杆顶端的轮子旗杆顶端的轮子盘山公路盘山公路把手把手刹车刹车车轮和车轴车轮和车轴车后架上的弹簧夹车后架上的弹簧夹车铃的按钮车铃的按钮杠杆杠杆轮轴轮轴滑轮滑轮斜面斜面简单机械知识的应用简单机械知识的应用自行车制动系统中的车闸把与连杆是一个省力杠杆，自行车制动系统中的车闸把与连杆是一个省力杠杆，可增大对刹车皮的拉力。自行车为了省力或省距离，还可增大对刹车皮的拉力。自行车为了省力或省距离，还使用了轮轴：脚蹬板与链轮牙盘；后轮与飞轮及龙头与使用了轮轴：脚蹬板与链轮牙盘；后轮与飞轮及龙头与转轴等。转轴等。