Question

如圖所示，一自行車上連接踏腳板的連桿長R₁，由踏腳板帶動半徑為R₁的大齒盤，通過鏈條與半徑為R₂的后輪齒盤連接，帶動半徑為R₂的后輪轉動。
（1）設自行車在水平路面上勻速行進時，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，地面對后輪的靜摩擦力為f_S。通過觀察，寫出傳動系統中有幾個轉動軸，分別寫出對應的力矩平衡表達式；　?
（2）設R₁＝20Cm，R₂＝33Cm，踏腳大齒盤與后輪齒盤的齒數分別為48和24，計算人蹬踏腳板的平均作用力與平均阻力之比； 　?
（3）自行車傳動系統可簡化為一個等效杠桿。以R₁為一力臂，在方框中畫出這一杠桿示意圖，標出支點，力臂尺寸和作用力方向。

Answer 1

解：（1）自行車傳動系統中的轉動軸個數為2
對踏腳齒盤中心的轉動軸中有FR₁＝TR₁
對后輪的轉動軸有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