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自行车齿轮为什么要设计成大小不同的?

时间:2020/07/23

自行车是由人力脚踏驱动的、至少有两个齿轮的陆地交通车辆,从前,自行车看起来很滑稽。19世纪,自行车的前轮巨大,后轮很小;脚蹬和前轮直接连在一起,直径近五英寸。骑车的人一定要跳到车座上,就像是骑马一样。这种自行车很快就过时了,部分原因是一旦路面颠簸,骑车的人很容易被甩出车把外,后来生产商开始生产带齿轮和链条的自行车。骑车的人不仅可以坐在车中间增强平衡感,还可以根据路况变挡。但是,齿轮到底是怎么工作的?是怎么让上山更容易,让下山更快呢?

自行车齿轮

答案在于速比;当大齿轮和小齿轮连在一起时,转动一个齿轮会带动另一个齿轮。但是两个齿轮的速度不同。假设前齿轮是后齿轮的三倍大,前齿轮每转一周,后齿轮需要转三周,这可以根据齿轮的周长来计算。假设前齿轮的直径为30cm,它的周长就是30×π。约为90cm。如果在齿轮边缘画一个点,当齿轮转动一周,将这个点走过的长度在纸上换算出来,就是94.2cm。
假设后齿轮的直径为10cm,它的周长就是31.4cm。每转动一周,其边缘上的点走过的长度就是31.4cm。但是,前齿轮每转一周,后齿轮要转三周。因此,脚蹬每旋转一周,后齿轮要旋转三轴——从而可以让你“快速地”冲刺下山。

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