Question

如圖所示，一自行車上連接踏腳板的連桿長(zhǎng)R₁，由踏腳板帶動(dòng)半徑為R₁的大齒盤，通過鏈條與半徑為R₂的后輪齒盤連接，帶動(dòng)半徑為R₂的后輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
（1）設(shè)自行車在水平路面上勻速行進(jìn)時(shí)，受到的平均阻力為f，人蹬踏腳板的平均作用力為F，鏈條中的張力為T，地面對(duì)后輪的靜摩擦力為f_S。通過觀察，寫出傳動(dòng)系統(tǒng)中有幾個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，分別寫出對(duì)應(yīng)的力矩平衡表達(dá)式；　?
（2）設(shè)R₁＝20Cm，R₂＝33Cm，踏腳大齒盤與后輪齒盤的齒數(shù)分別為48和24，計(jì)算人蹬踏腳板的平均作用力與平均阻力之比； 　?
（3）自行車傳動(dòng)系統(tǒng)可簡(jiǎn)化為一個(gè)等效杠桿。以R₁為一力臂，在方框中畫出這一杠桿示意圖，標(biāo)出支點(diǎn)，力臂尺寸和作用力方向。

Answer 1

解：（1）自行車傳動(dòng)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)動(dòng)軸個(gè)數(shù)為2
對(duì)踏腳齒盤中心的轉(zhuǎn)動(dòng)軸中有FR₁＝TR₁
對(duì)后輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸有TR₂＝f_SR₂
（2）由FR₁＝TR₁，TR₂＝f_SR₂，及f_S＝f
可得FR₁／f_SR₂＝R₁／R₂＝48／24
所以F／f＝R₁R₂／R₂R₁＝48×33／24×20＝3.3
（3）如圖所示