《行驶中的自行车为什么不会倒剖析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《行驶中的自行车为什么不会倒剖析（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 黄包车 1790年法国人西夫拉克制作了世界上第一 部自行车，该车是木制的，结构简单，既 没驱动装置又没转向装置，靠双脚蹬地前 行，改变方向只能下车搬动车。即使如此 ，当他骑着这辆在公园兜风也引起在场人 的惊异和赞叹。 1885年英国人把自行车改良成前后轮一样 大小，并使用1链条驱动，这个车型就是现 代化自行车的雏型 我们主要介绍自行车的导向系统：由车 把、前叉、前轴、前轮等部件组成。乘骑 者可以通过操纵车把来改变行驶方向并保 持车身平衡。 自行车不倒的原因: 1: 陀螺效应 旋转的物体有保持其旋转方向（旋转轴的方向） 的惯性。 陀螺效应在保持自行车稳定中也许起到不可忽略 的效果，但是，如果自
2、行车单单凭借陀螺效应保 持稳定，那么，初学者也应该在高速骑车时不会 倒下。另一个方面看，骑独轮车的杂技演员由于 车速很低，甚至车轮完全停止转动，则基本无法 依靠陀螺效应保持平衡。 2:自行车本身的平衡机制 自行车本身的平衡机制，来自于前叉 后倾.几乎每辆自行车的车把轴，都不 是与地面完全垂直，而是后倾的。由 于前轮是固定在车把的前叉上，因此 叫前叉后倾。前倾叉后，使车辆转弯 时产生的离心力所形成的力矩方向， 与车轮偏转方向相反，迫使车轮偏转 后自动恢复到原来的中间位置上。这 样，车子就有了自动回正的稳定性。 车速越快，所造成的恢复力矩越大， 骑车人就越感到稳定。 而且车子前叉 越后倾，车子越稳
3、定. 脚蹬 曲柄 链轮 链条 飞轮 后轴 后轮 观察自行车，找出与行驶有关的部件，标在下图相应 的部位 附:自行车的”前叉后倾” 如左图所示，自行车前轮的转 向是由“前叉”控制的。也就是说 ，前叉操纵前轮转弯时，前轮 的转动是以前叉所在的直径为 转轴的。（图中红色直径） 当干扰力矩使车向左倾斜，前 轮也将随之向左转弯。这时， 在前轮与地面的接触点A处必将 产生一个向右的运动趋势，因 而地面也就必将产生一个向左 的摩擦力，这个摩擦力有两个 作用。一是它对前后轮中心连 线所形成的力矩，反抗车身向 左的倾斜；二是它对前叉轴线 形成的力矩迫使前轮恢复到原 来的方向。 行进中，车轮的运动可以分解为绕轴
4、的转动和随整车前进的“平动”.如左图 所示，车轮绕轴逆时针转动，当外界 干扰力矩使车轮向左发生一定的偏倒 时，车轮到底怎样运动呢? 我们来考察车轮最上面一点A的运动 状态。车轮的偏转，使它产生了一个 垂直于旋转平面的轴向速度；由于车 轮的转动，它还具有位于旋转面内的 圆周切向速度；该点的实际速度是这 两个速度的矢量和。轮子的转速越大 ，其合速度越靠近旋转平面，车轮也 就越稳定。这个合速度显然缓解了车 轮的倾倒.一般情况下，圆周切线速度 都比使车倾倒的轴向速度大得很多， 因而车轮的高速转动能有效地抵御干 扰力矩的作用。 3:人在维持自行车不倒中的作用 自行车的平衡还来自于骑车人腰部的肌肉。骑车 的身体可以形成自动的条件反射，当自行车稍微 倾斜倒下时，人的身体会感受到，腰部肌肉会自 动动作，把身体拉向另一侧，形成的反向力矩促 使车身抬起. 1.让车轮转动，使之具备“陀螺效应”，从而给自行 车奠定了不易倾倒的力学基础；2.由于在某一转 速下，车轮抗干扰的能力是有限的,骑车人还能通 过控制自行车姿态或调节本身姿态，使干扰始终 维持在临界值之内；3.调节自行车，使之具有更 好的稳定性，如加大车轮转速，适当改变车的方 向等；4.调节整体姿态，以抵消干扰。如因地面 或侧风使车始终向一边倾斜，而行车路线又不允 许转弯时，则需调整姿态，抵消干扰，保持车的 不倒状态。
