[讨论]大齿轮带动小齿轮最省力吗？ [复制链接]

自行车前面的大齿轮带动后面的最小齿轮转动速度快，用的力最大。

自行车前面的大齿轮带动后面的大一点的齿轮转动速度慢，用的力变小。

使用山地车或者变速车爬坡时我们要想最省力，那就使用：自行车脚踏板的最小齿轮带动最大的驱动轮齿轮爬坡最省力。 

车轮轴.bmp(507.88 K)

2013/1/8 13:04:00

前小后大齿轮受力分析.bmp(688.35 K)

2013/1/8 13:04:00

变速自行车

需要省力的时候，前齿轮的施力点在脚踏板上为轮，阻力点在齿轮上为轴。所以前齿轮调最小为好。考虑后齿轮，则动力点为轮，车轴为轴。所以后齿轮调最大为好。

需要加速时，考虑的因素是线速度与角速度的问题。齿轮组的内外圈的角速度一样，但外齿轮线速度远大于内齿轮线速度。前后齿轮的线速度又因为链条相连，线速度一样。

需要省力时，前齿轮调到最小，我们在踏板上要踩上一段比较长的距离，前齿轮才转动一段小的角度，前齿轮带动的链条的线速度也不快。又因为后齿轮调到最大，后齿轮需要转动一段比较长距离，才带动车轴飞轮转动一段比较小的角度，使得车子前进。综合起来，就是自行车的链条需要运动得更快、运动的距离更长。（需要加速时，情况相反，不多论述了）

  于是，骑过变速自行车的人，都可以感觉到，上坡时，调整齿轮后，我们踩踏板需要更“勤快”啦。

所以，这也符合了物理学上的“省力费距离，省距离费力”

[此贴子已经被作者于2013-1-8 18:34:27编辑过]

根据能量守恒定律，实际上不管你用哪种档位骑车，总功量不变。

自行车的传动结构中，脚踏板和车轮的轮轴大小都是不变的，变的是前后齿轮。

所以只要分析前后齿轮就行了！

当前齿轮最大，后齿轮最小时，

前齿轮圈数（最少）×前齿轮用力（最费）=后齿轮圈数（最多）×后齿轮用力（最省）；

当前齿轮最小，后齿轮最大时，

前齿轮圈数（最多）×前齿轮用力（最省）=后齿轮圈数（最少）×后齿轮用力（最费）。

[此贴子已经被作者于2013-1-8 20:30:50编辑过]

“7月飞雪”不同于上面别的老师，讲得即简单又明了，学生又能接受，赞一个！！——按照个别老师的说法，啰嗦一大堆话，又是公式，又是计算的，估计只有高中或大学生才能接受！！

以下是引用玉泉清眸阿芹在2013-1-8 9:18:00的发言：

此主题相关图片如下车轮.bmp：

此主题相关图片如下齿轮大带小脚力最大.bmp：

[此贴子已经被作者于2013-1-8 21:19:22编辑过]

根据轮轴原理，简单的说：

前脚踏板和前齿轮是轮轴关系，脚踏板（轮）不变，前齿轮（轴）越大越不省力，前齿轮（轴）越小越省力；

后齿轮与车轮轴也是轮轴关系，车轮轴（轴）不变，后齿轮（轮）越大越省力，后齿轮（轮）越小越不省力。

于是，前齿轮最大时，后齿轮最小是最费力；前齿轮最小时，后齿轮最大是最省力。

[此贴子已经被作者于2013-1-9 9:02:17编辑过]