自行车基础知识

1815年，世界上第一辆自行车出现在法国，发展到今天，自行车在作为交通工具的同时，也已成为一种体育活动的器械，一种休闲活动的方式。以及人们爱好的体育竞赛项目。

自行车的分类

根据用途可分为休闲车、运动车、竞赛车、山地车、特种车（如健身车、杂技车）

根据使用对象可以分为男车、女车和童车等。

根据车轮直径大小可以分为71厘米车、66厘米车、61厘米车等。国内标准对比表12‘——28‘

根据车架等主体部件的用材可以分为碳纤维车、铝合金车、合金钢车等。

根据车架的结构可以分为折叠车、可拆卸车和整体车等。

组成

①车体部分：包括车架、前叉、车把、鞍座和前叉合件等，是自行车的主体。

②传动部分：包括脚蹬、曲柄、链轮、链条、中轴和飞轮等，由人力踩动脚蹬，通过以上传动件带动车轮旋转，驱车前行。

③行动部分：即前后车轮、包括前后轴部件、辐条、轮辋（车圈）、轮胎等。

④安全装置：包括制动器（车闸）、车灯、车铃、反射装置等。

根据需要，还可增加一些附件，如支架、衣架、保险叉、挡泥板、气筒等。另外，装有变速机构的运动车、竞赛车、山地车等还装有变速控制器和前后拨链器等。

原理

自行车的车架、轮胎、脚踏、刹车、链条等25个部件中，其基本部件缺一不可。其中，车架是自行车的骨架，它所承受的人和货物的重量最大。按照各部件的工作特点，大致可将其分为导向系统、驱动系统、制动系统：

1、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。

2、驱动（传动或行走）系统：由脚蹬、中轴、链轮、曲柄、链条、飞轮、后轴、后轮等部件组成。人的脚的蹬力是靠脚蹬通过曲柄，链轮、链条、飞轮、后轴等部件传动的，从而使自行车不断前进。

3、制动系统：它由车闸部件组成、乘骑者可以随时操纵车闸，使行驶的自行车减速、停使、确保行车安全。

此外，为了安全和美观，以及从实用出发，还装配了车灯，支架等部件。

部件

1、车架：部件是构成自行车的基本结构体，也是自行车的骨架和主体，其他部件也都是直接或间接安装在车架上的。

车架部件的结构形式有很多，但总体可以分为两大类：即男式车架和女式车架。

车架一般采用普通碳素铜管经过焊接、组合而成。为了减轻管重量，提高强度，较高档的自行车采用低合金钢管制造。为了减少快速行驶的阻力，有的自行车还采用流线型的钢管。

由于自行车是依靠人体自身的驱动力和骑车技能而行驶的，车架便成为承受自行车在行驶中所产生的冲击载荷以及能否舒适、安全地运载人体的重要结构体，车架部件制造精度的优劣，将直接影响乘骑的安全、平稳、和轻快。一般辐条是等径的，为了减轻重力，也有制成两端大、中间小的变径辐条，还有为了减少空气阻力将辐条制成扁流线型

2、外胎：分软边胎和硬边胎两种。软边胎断面较宽，能全部裹住内胎，着地面积比较大，能适宜多种道路行驶。硬边胎自重轻，着地面积小适宜在平坦的道路上行驶，具有阻力小，行驶轻快等优点。

 外胎上的花纹是为了增加与地面的摩擦力。山地自行车的外胎宽度特别宽，花纹较深也是适应越野山地用。

3、脚蹬部件：脚蹬部件装配在中轴部件的左右曲柄上，是一个将平动力转化为转动力的装置，自行车骑行时，脚踏力首先传递给脚蹬部件，，然后由脚蹬轴转动曲柄，中轴，链条飞轮，使后轮转动，从而使自行车前进。因此脚蹬部件的结构和规格是否合适，将直接影响骑车人的放脚位置是否合适，自行车的驱动能否顺利进行。

脚踏：可分为整体式脚踏和组合式脚踏。无论什么款式的脚踏都必须有脚踏面，必须安全可靠，具有一定的防滑性能，可以选用橡胶、塑料或金属材料制造。脚踏必须转动灵活。

4、前叉部件：前叉部件在自行车结构中处于前方部位，它的上端与车把部件相连，车架部件与前管配合，下端与前轴部件配合，组成自行车的导向系统。

转动车把和前叉，可以使前轮改变方向，起到了自行车的导向作用。此外，还可以起到控制自行车行驶的作用。

前叉部件的受力情况属悬臂梁性质，故前叉部件必须具有足够的强度等性质。

5、链条：链条又称车链、滚子链，安装在连轮和飞轮上。其作用是将脚踏力由曲柄、链轮传递到飞轮和后轮上，带动自行车前进。

链轮：用高强度钢材制成，保证其达到需要的拉力。

6、飞轮：飞轮以内螺纹旋拧固定在后轴的右端，与链轮保持同一平面，并通过链条与链轮相连接，构成自行车的驱动系统。从结构上可分为单级飞轮和多级飞轮两大类。

单级飞轮又称为单链轮片飞轮，主要由外套、平挡和芯子、千斤、千斤簧、垫圈、丝挡几钢球等零件组成。

其单级飞轮工作原理：当向前踏动脚踏是，链条带动飞轮向前转动，这时飞轮内齿和千斤相含，飞轮的转动力通过千斤传到芯子，芯子带动后轴和后轮转动，自行车就前进了。

当停止踏动脚踏板时，链条和外套都不旋转，但后轮在惯性作用下仍然带动芯子和千斤向前转动，这时飞轮内齿产生相对滑动，由此将芯子压缩到芯子的槽口内，千斤又压缩了千斤簧。当千斤齿顶滑到飞轮内齿顶端时，千斤簧被压缩得最多，再稍微向前滑一点，千斤被千斤簧弹到齿根上，发出“嗒嗒”的声响。芯子转动加快，千斤也很快在各个飞轮内齿上滑动，发出“嗒嗒”的声音。当反向踏动脚踏时，外套反向转动，会加速千斤的滑动，使“嗒嗒”声响得更急促。多级飞轮是自行车变速装置中的一个重要部件。

多级飞轮是在单级飞轮的基础上，增加几片飞轮片，与中轴上的链轮结合，组成各种不同的传递比，从而改变了自行车的速度。

7、变速器：很多人错误地认为自行车装有变速器是为了可以加快骑行速度，其实人能够发出的力最大只有0.4马力。变速器是为帮助人们将这最大马力轻松地发挥出来的工具而已。变速的原理是因为后轮采用不同尺寸的齿轮与链条啮合,从而形成不同的传动比来实现自行车的变速功能。

变速器的调节：有h的字样，这代表high，也就是我们常说的高速档限位螺丝，这个螺丝的作用是调整后拨向最小齿方向收缩的距离，这个螺丝太紧，链条不能到位，而在最小飞片和第二小飞片间跳动，如果将这个螺丝逆时针调整到太松，那又可能产生下到最小齿以为的地方（脱链），所以这个螺丝是专门控制链条在最小齿的左右最终位置的。

螺丝有L字样，那个螺丝是代表low，是我们所说的低速限位螺丝，那个螺丝控制这链条上最大飞的位置，调整到位时，链条可以轻松进入大飞片，并且不会向内侧脱链在飞于辐条之间的空间中，也不会让后拨直接接触辐条，那个螺丝过松会造成上面的这两种情况，而过紧会产生无法拨上最大飞片，或者控制飞轮的变速器在1档时，链条在最大和第二大飞片之间跳动。

线路张力调整螺丝，张力的调整通过逆时针和顺时针旋转那个部位就好，而调整的结果是让控制后变速器的指拨动作时，链条准确的停留在相应的档位上，调整的方向是逆时针将线路拉力加大，顺时针将线路拉力减小

性能

自行车性能的优劣可从骑行、安全和耐用3个方面来衡量。

骑行性能　骑行性能与自行车的结构尺寸有关，骑行者的体材与车辆相互匹配才会骑行轻快、舒适和操纵自如。另外，制造精度以及车轮重量（含轮胎）

安全性能 　自行车骑行者的人身安全是个重要问题，各国制定有相应的标准。中国颁布的安全标准包括结构件的强度、闸车制动性能和安全装置3个方面,前者包括车架和前叉组合件的强度、车把与前叉的装配牢固度、前后车轮的强度等。

　　耐用性能 　可分为内在和外表两个方面。内在的耐用性能要求保证一定的结构强度，要求对一些易磨损零件如前、中、后轴的挡碗、飞轮的齿片、链条心子和滚子以及脚闸的零件等，进行热处理渗碳淬火，以提高表面硬度。外表的耐用性能是通过电镀和涂装(油漆)防止腐蚀和增加外表美观。电镀是在车把、轮辋等原有金属表面上镀上铜、镍、铬或镍、镍、铬3层金属镀层,也可视资源情况和防锈性能要求选择其他镀层。对一些次要的小零件，则采用光亮镀锌工艺。涂装是采用高压静电的方法，对车架、前叉表面进行喷涂。油漆表面要丰满、绚丽，并具有一定的防锈性能和漆膜结合力。

发展趋势　由于各国生活水平的差异，使用自行车的目的各不相同，有些国家的骑行者以旅游、锻炼身体以及少年儿童体育运动为主要目的，一般使用多速车、越野车和山地车；有些国家的自行车主要作为交通工具，多使用轻便车和多速车。总的来说，自行车是朝着美、轻、牢、新、廉方向发展。美是造型美观、色彩鲜艳、华丽而不俗；轻是自重轻、骑行轻；牢是强度高；新是款式新、品种多；廉是成本低、竞争力强。

维护

自行车的润滑

自行车是量大面广的人力机械，润滑结构型式有滑动摩擦和滚动摩擦，有点摩擦和线摩擦，有流体润滑和边界润滑，有油润滑和脂润滑。

自行车的关键运动摩擦部位是中轴和前、后轴，都是使用滚珠轴承，用2号钙基润滑脂润滑。向珠槽内涂匀2号钙基润滑脂，沿轴周围摆满表面光滑完整滚圆并颗粒均匀，大小一致的专用滚珠（珠子），而后上好挡盖。而后每一季度或半年向加油孔（有油孔的）或轴端滴2-5滴自行车润滑油，或40℃，粘度7-15mm2/s的低粘度润滑油。但在加油之前一定要清除加油孔或轴端附近的尘埃污物，以免造成磨损。一般用润滑脂润滑时不能混用润滑油，油与脂在一般情况下不能混合。但在自行车上是特殊情况，为简化设备而无脂嘴，只有补加润滑油，以改善润滑。

其次链条和齿轮盘的润滑，这里是滑动摩擦和滚动摩擦的混合摩擦，且大部分处于边界润滑状态，因而摩擦条件较苛刻，一定要用粘附性和润滑性较好的润滑油润滑，尤其大多数都是开放式，在尘埃较多的情况下工作的，对链条和齿轮盘的磨损严重，因而要根据情况随时（季度或半年）清洗干净，换用新油，最用用粘度较大的润滑油（40℃粘度10-20mm2/s），但一般也用和向三轴加的同样润滑油，这样较为方便。