1、關于“變速自行車怎樣組合最省力”的研究方案一、問題提出我們班有許多“騎車族”，有些還是變速車。我便想知變速車怎么變速。后來我學習了自行車上的奧秘這一課，知道了怎么變速，但不知道怎么組合最省力，于是我們便展開了研究。二、分工趙毅：網上搜索相關知識、負責計算林澳慶：觀察自行車的所有齒輪數和直徑數鄭海琪、藍蔣地義：實地驗證三、詳細研究方法1 .觀查自行車的所有齒輪和齒數2 .計算出有幾種齒數比計算出各比的長度3 .計算出各比的長度4 .比較各比的長度5 .實地驗證6 .網上搜索了解相關知識7 .得出結論8 .用結論寫成報告四、具體時間安排11月3日寫成研究方案11月4日到10日完成觀查自行車的所有齒

2、輪和齒數，和計算出有幾種齒數比11月11日到15日計算出各比的長度和比較結論，并進行實地驗證。11月16日到20日在網上搜索資料了解相關知識。11月21日至IJ12月3日得出結論和寫成報告自行車里的數學的研究報告一、問題的提出：我們班有許多“騎車族”，有些還是變速車。我便想知變速車怎么變速。后來我學習了自行車上的奧秘這一課，知道了怎么變速，但不知道怎么組合最省力，于是我們便展開了研究。二、詳細計劃研究方法。1、2、3、4、5、6、7、8、9、觀察普通了解變觀查艾速計算出計算比較實得用結論自行車的速自行自行車的有幾種出各各比地出寫成報速度與內車的內所有齒輪齒數比比的的長驗結告在結構的在結構和齒數

3、長度度證論關系。三、所要達到的目的。1、研究普通自行車的速度與內在結構的關系。2、了解變速自行車的內在結構3、研究變速自行車能組合出多少種速度4、了解變速自行車齒輪比（前齒輪數與后齒輪數的比）與速度快慢的關系。5、了解變速自行車怎樣實行變速的原理。6、掌握計算不同齒輪比所蹬一圈長度的方法。四.可能遇到的困難1 .掌握齒輪比（前齒輪數與后齒輪數的比）與速度快慢的關系。2 .變速自行車怎樣實行變速的原理。3 .怎樣計算不同齒輪比所蹬一圈長度的方法。五、研究結果1、普通自行車的速度與內在結構的關系普通自行車前后齒輪各安裝一個，前齒輪轉動的圈數X前齒輪的齒數=后齒輪轉動的圈數X后齒輪的齒數。踏板蹬一圈

4、，是不是車輪也走一圈？不是，因為踏板所帶動的大輪與自行車后輪上的飛輪大小是不同的，所以當踏板轉一圈時，后輪要輪上5-6圈。我們一般以車輪的周長乘后車輪轉的圈數來計算蹬一圈車子走的距離，所以蹬一圈車子走的路程一輪的周長x【（前齒輪齒數x前齒輪圈數）+后齒輪齒數】，因為是蹬一圈，所以此公式也可以簡化成：蹬一圈車子走的路程=車輪的周長x（前齒輪的齒數：后齒輪的齒數）。從這里我們可以看出影響車子行進路程的要素有2個：（1）輪胎直徑（2）前后齒輪數的比值。我的自行車輪胎直徑：63.5厘米（28寸），前齒輪齒數：26個，后齒輪齒數：16個，蹬一圈車子走的路程=3.14X63.5X（26:16）=324.0

5、0875（cnj）2、變速自行車的內在結構。一般的變速自行車，是靠一個叫變速器的裝置來變速的，原理和汽車上的換檔裝置很像。在自行車的結構中，我們把連接兩個踏板（腳蹬）的軸叫主動軸.非變速自行車就是靠我們人工改變主動軸的轉速來走各種路段的。我們把連接自行車后輪和車架的軸叫從動軸。這里順便提一句自行車運行的基本原理：主動軸轉動通過鏈條使從動軸一起轉動，即為通過踩踏板帶動后輪前進。變速器的設計就是為了改變主動軸和從動軸之間的傳動比，從而達到省力的目的。一般的變速自行車，是在主動軸上安裝2-5大齒輪，從小到大排列好。在從動軸上安裝6-9個齒輪，從大到小排列好。在你的車把或車身上有兩個變速桿，分別對應著

6、主動軸和從動軸。變速時，轉動對應的變速桿，就可以使鏈條到不同的齒輪上。原理是：在主動軸附近的鏈條上有個裝置叫前撥，我們轉動變速桿，就會使前撥的位置發(fā)生變化，從而使鏈條到不同的前齒輪上，這時，我們在轉動調節(jié)從動軸的變速桿，就可以了。也就是說主從動軸都采用了可變換的設計，從而形成不同的傳動比，達到變速的目的。3、變速自行車各種前后齒輪數的比：（我們以一種裝有2個前齒輪和6個后齒輪的普通變速車為研究對象）表前齒輪數后齒輪數abcdefgh4840282420181614表二前后齒輪數的比后齒輪數cdefgh前齒輪a48:2848:2448:2048:1848:1648:14數b40:2840:244

7、0:2040:1840:1640:144、變速自行車能組合出多少種速度？變速自行車各種傳動比蹬一圈所走的路程（除不盡的結果保留三位小數）假設變速自行車輪胎直徑也是63.5厘米（28寸），前后齒輪比蹬一圈所走路程（cm）a:c48:28341.811a:d48:24398.78a:e48:20478.536a:f48:18531.706a:g48:16598.17a:h48:14683.623b:c40:28284.843b:d40:24332.317b:e40:20398.78b:f40:18443.089b:g40:16498.475b:h40:14569.686假設變速自行車輪胎直徑是41

8、.9厘米（20寸）前后齒輪比蹬一圈所走路程（cm）a:c48:28225.542a:d48:24263.132a:e48:20315.758a:f48:18350.843a:g48:16394.698a:h48:14451.083b:c40:28187.951b:d40:24219.277b:e40:20263.132b:f40:18292.367b:g40:16328.915b:h40:14375.902從上表可以看出相同直徑的一般變速自行車能組合出12種速度，其中高于普通自行車的速度有11種，蹬一圈行進路程最大是683.623cm,比普通自行車多了約359.614cm,比普通自彳T車速度的

9、2倍還多一些。即使是小尺寸的如20寸（41.9cm）的變速自行車，如果采用a:h=48:14的傳動比，蹬一圈行進的路程也達到451.083cm,還遠遠高于普通自行車的324.009cm。一些國外先進的變速自行車裝有3個前齒輪和7個后齒輪，能組合出21種速度。變速自行車輪胎直徑是41.9厘米（20寸）前后齒輪比蹬一圈所走路程（cnj）52:11621.94852:13526.26452:15456.09552:18380.08052:21325.78252:24285.06052:28244.33746:11550.18546:13465.54146:15403.46946:18336.2244

10、6:21288.19246:24252.16846:28216.14430:11358.81630:13303.61430:15263.13230:18219.27730:21187.95130:24164.45830:28140.964這種最先進的變速自行車雖然尺寸很小，但是蹬一圈行進路程最高能達到621.948cni約是我所騎的普通自行車速度的2倍，經過這次調查和計算我終于解開了心中一直藏著的疑惑：以前周末和同伴騎車游玩時，常發(fā)生那些騎小輪子的小伙伴把我遠遠的甩在后面的情況，他們力氣比我小，腳蹬的速度也沒我快，為什么總能輕松的沖在我前頭呢？這個百思不得其解的謎底原來就是前后齒輪的傳動比在作

11、怪。5、實地驗證結果。(1)不同路段傳動比的選擇。周末我們四個同學利用裝有2個前齒輪和6個后齒輪的變速車分別在平坦的馬路和山坡進行了實地驗證，驗證后我們發(fā)現簡單的改變鏈條的傳動比是不一定好使的，我們需要明白，不同的路段需要不同的傳動比。當主動軸選用最大的齒輪從動軸選用最小的齒輪時，可以獲得最大速度，但卻最費力，所以建議在下坡選用。當主動軸選用最小的齒輪，從動軸選用最大的齒輪時，可以獲得最小速度，但卻十分省力，在上坡使用尤為有效。另外，當前齒輪固定時，從動軸上的齒輪越小，越能加速。(2)在不同風向的情況下傳動比的選擇1、在靜風的條件下，我們可以隨便采用任何傳動比，就看你的選擇了。要快用a:h,中

12、等的可以采用a:g,a:f,b:g,b:f.要慢采用a:c,a:d,b:c,b:d。2、在逆風的條件下我們首先以較低檔位行駛，人的上身盡量往前下趴，最好到平行位置，這也從人體的角度會減少很多阻力。3、在順風的條件下我們首先以較中的檔位行駛，畢竟不能太快，如果太快，又是順風，就很容易發(fā)生事故。6、品牌變速自行車的性價比。為了進一步探究變速自行車的奧秘我們還在網搜到了更多新式的不同類型的自行車，以了解它們的性價比：以世界最著名的自行車變速系統(tǒng)品牌-Shimano的小齒輪(后齒輪數)來看,它們裝有7個后齒輪:A自行車的后齒輪數12141618212428B自行車的后齒輪數12141618212428C自行車的后齒輪數11131518212428有3個前齒輪:A自行車的人齒輪數483930B自行車的大齒輪數483432C自行車的大齒輪數524630這三種型號的自行車都能組合21種速度，但它們的價格和性能又是不同的。A自行車的價格：1500多元B自行車的價格：3200多元C自行車的價格：2800多元我們認為：A自行車不但價格便宜，性能也好，十分適合我們中小學生。（大