自行车运动机械基础原理

1、机械基础自行车，又称脚踏车或单车，通常是二轮的小型陆上车辆。人骑上车后，以脚踩踏板为动力，是绿色环保的交通工具。英文bicycle或bike的bi意指二，而cycle意指轮。在日本称为“自耘车”；在中国大陆、台湾、新加坡，通常称其为“自行车”或“脚踏车”；在港澳则通常称其为“单车”。自行车运动机械基础原理运动是半机械化运动项目。教练员和运动员应掌握一定的机械原理和力学知识，有效地利用传动速比，合理掌握运动强度，巧妙地节省体能消耗，从而以充沛的体力，进行优质高效的科学训练。自行车传动自行车是传动式机械，它的传动装置包括：主动齿轮（通称轮盘）、被动齿轮（通称飞轮）、链条及变速器等。齿轮比与传动比关

2、系着自行车的使用效率，教练员和运动员应该懂得并掌握这些数据的计算与应用。齿轮比:主动轮对被动轮的齿数之比为齿轮比。如果两个齿轮的齿数相同，那末踏蹬一周。两个齿轮和后轮都各旋转一周。假如主动齿轮的齿数大于被动齿轮的齿数，那么每踏蹬一周，被动齿轮转的圈数就大于一周多，速度加大。因此，齿轮比与主动轮的齿数成正比，与被动齿轮的齿数成反比。以g代表齿轮比，C代表主动齿轮的齿数，F代表被动齿轮的齿数，它们之间的关系用公式表示，即：g=c/f例如：赛车轮盘为49齿，飞轮为14齿，代入公式即可求出齿轮比为:g=c/f=49/14=3.5也就是说蹬踏轮盘一周，飞轮转三周半。传动比（传动系数）：齿轮比乘以后圈直径

3、，即为传动比。以D代表传动比，b代表后圈直径，它们之间关系用公式表示，即：d=c/fb=gb由此可见，齿轮比确定之后，传动比是与后圈直径成正比的。例如：轮盘为49齿，飞轮为14齿，后圈直径为27时（一般习惯用英时），代人公式即可求出传动比：D=C/FXb=49/1427=3.527=94.5传动行程，每踏蹬一周，车子向前运动的距离则为传动行程，也叫速比行程。其计算方法是传动比乘以圆周率。以M代表传动行程，冗代表圆周率（此为常数，k3.14）,它们之间关系用公式来表示。即：M=De=C/F<bx兀自行车后轮直径的计量一般习惯用英制表示，而行程计算一般习惯用公制，因此在计算中需要把英制换算为

4、公制。一英时=2.54CM,用K来代表，即：K=2.54CM。代入公式，即：M=G/FXBX兀Xk例如，赛车轮盘为49齿，飞轮为14齿，后轮真径为主教黄时，求它行程距离时代人公式:M=C/FXbx兀Xk=49/14X27X3.14X245C4M=7以上数据是自行车每踏蹬一周，车子向前行进行745cm,即7.54m。速度计算自行车运动员在训练和比赛时骑行的距离不等，速度不同，为了便于教练员训练水平，正确安排运动量和运动强度，需要在很短时间内，计算出运动员的平均速度（公里/小时）。一般以V代表速度，S代表距离，T代表时间，它们之间的关系为：V=S/TS=VXTT=S/V例如：骑行距离为50公里，成

5、绩是90分钟，平均时速则为：V=S/T=50公里/90分钟>60分钟=33.33公里/小时空气阻力车子向前进，必须借助于一定的力量。运动员每踏蹬一的力量，叫前进力，也叫向前推力。前进力与用力、传动比、曲柄（即中轴到脚蹬的连杆）长以Y代表前进力，q代表踏蹬力量，I代表曲柄长度，D代表传动比，它们之间的关系用公式表小则为Y=QXI/D。前进力（Y）与踏蹬力量（q）,曲柄长度（I）成正比，与传动系数（D）则成反比。例如：传动系数为94.5,曲柄长度为7英时，踏蹬力量为25公斤，前进力则为：Y=QKI/D=25>7/94.5=1.85公斤人们骑着自行车向前进时，即使在无风天也会感到有风从耳

6、边飞过，速度越快人感觉到的风力越大，阻碍前进的效果越明显。因为人们不是在真空中骑行，而是四周始终被空气包围着。从物理学观点来讲。人骑车行进时，人和车给前方空气以挤压力，而空气给人和车以反作用力，即空气阻力。经过测量，风速在40公里/时的情况下，垂直于风向每平方米面积受到的压力为11公斤。不论风速40公里/时或是以每小时40公里的速度骑行时，它们垂直于风向的每平方米面积上所受到的空气压力都是11公斤。自行车运动员在训练和比赛中，都会感到在前面领骑要比在后面跟随别人费力气、在前面领骑者，首先突破空气的包围，身后局部压力减低，高压空气向低压处流动，产生气体涡流，涡流向前运动产生一定的冲击力，跟随在后

7、面骑车的人可借助涡流向前的冲击力前进就能省力气。而且跟随领骑者越近越省力。领骑者骑行速度越快，涡流何前冲击的力量就越大，跟随者合理地借甩涡流的冲击力。就可以相对地减少自己的体力消耗，保存实力，赢得胜利。因此，在平时训练中应注意辨别风速、风向及尾随技术的训练.人们骑车向前进时，必须突破空气阻力，这就需要力量。不同风级所产生的风速，和垂直风向每平方米所受到的压力均不相同，只有克服这些因素，车子才能向前行驶。如：无风骑行时受风面积为005平方米，自行车前进速度为每小时40公里，空气对人们的压力为5.5公斤。因此，人们必须用大于5.5公斤的前进力才能使车子前进。当运动员以自己全部体重在踏蹬点上，那么所产生的前进力是多大呢（暂不计算车子磨擦部分所消耗的力量）？例如：一运动员体重70公斤，自行车曲柄长度7时，速比为94.5,所产生的前进力是：Y=QXI/D=707/94.5=5.19公斤。前进