Bài 3: Nguyên lí chuyển động của xe đạp - trang 12 Công nghệ 9

Bài 3: Nguyên lí chuyển động của xe đạp

Trả lời câu hỏi Công nghệ 9 Bài 3 trang 12: Xe đạp có thể đi lùi được không? Tại sao?

Xe đạp thông thường thì không thể lùi được. Tuy nhiên có loại xe đạp là Fix Gear là dòng xe có líp sau là líp chết nên đạp tới sẽ đi thẳng, đạp lùi sẽ đi lùi.

Trả lời câu hỏi Công nghệ 9 Bài 3 trang 13: Em hãy giải thích vì sao khi ta bóp phanh xe dừng chuyển động?

Khi ta bóp phanh, xe dừng chuyển động là kết quả của lực ma sát giữa má phanh và vành xe.

Trả lời câu hỏi Công nghệ 9 Bài 3 trang 14: Thông thường, đường kính đĩa to hơn đường kính líp và số răng của đĩa nhiều hơn số răng của líp (Z₁ > Z₂). Tại sao lại như vậy?

Số răng của đĩa nhiều hơn số răng của líp thì số vòng quay của líp nhiều hơn số vòng quay của đĩa, giúp cho bánh sau quay nhanh, xe sẽ chuyển động nhanh hơn.

Trả lời câu hỏi Công nghệ 9 Bài 3 trang 15: Tại sao ở các xe đạp đua và xe đạp địa hình lại có các bộ đĩa – líp với đường kính và số răng khác nhau?

Xe đạp thể thao ngày nay có bộ số là sự kết hợp của các bánh răng trước (hay gọi là đùi đĩa) và các bánh răng sau (gọi là líp) với nhiều kích cỡ khác nhau để tạo ra các vận tốc khác nhau. Thông thường, bộ đùi đĩa sẽ có từ 1 đến 3 tầng tùy theo chủng loại xe. Bộ líp thì dao động từ 6 đến 11 đĩa. Thông thường những bộ líp càng có nhiều tầng là những bộ càng tốt, làm bằng chất liệu cao cấp hơn lâu mòn và lâu hỏng hơn cũng như có độ chính xác cao hơn những bộ ít tầng. Líp nhiều tầng cũng cho chuyển số mượt và êm ái hơn, không bị giật cục như những bộ líp ít tầng. Sự kết hợp của đĩa nhỏ và líp to (hay còn gọi là số nhỏ) sẽ sinh ra công lớn giúp xe dễ dàng vượt dốc, tuy nhiên tốc độ của xe sẽ rất chậm. Ngược lại, sự kết hợp của đĩa to và líp nhỏ (hay gọi là số to) sẽ giúp cho chiếc xe có tốc độ cao, thường để đi đường bằng, tuy nhiên công sản sinh ra là rất ít. Thông thường, khi mới bắt đầu chuyển động bạn nên để số nhỏ để dễ dàng tăng tốc. Sau khi đã đạt được một vận tốc nhất định, lúc đó bạn nên chuyển lên số to để duy trì tốc độ

Câu 1 trang 15 Công nghệ 9: Giải thích tại sao người ta chế tạo đĩa xích to hơn líp?

Đĩa của xích to hơn líp hay đường kính của đĩa lớn hơn đường kính của líp, như vậy khi bạn đạp 01 vòng của đĩa thì líp quay nhiều vòng hơn và bánh xe quay cũng nhiều vòng kết quả được đoạn đường xa hơn.

Nếu kích thước đĩa và líp bằng nhau thì khi bạn 01 vòng đĩa thì bành xe cũng chỉ quay được 01 vòng.

Tuy nhiên tỷ lệ đường kính đĩa và líp phải được các kỹ sư cơ khí tính toán sao cho bảo đảm được an toàn năng lượng nghĩa là hiệu quả của 01 công tạo ra là lớn nhất.

Nếu đĩa (đĩa dẫn) có răng Z₁ quay với tốc độ n₁ (vòng/phút), líp (đĩa bị dẫn) có số răng Z₂ quay với tốc độ n₂ (vòng/phút) thì tỉ số truyền:

Từ hệ thức trên ta thấy líp có số răng ít hơn sẽ quay nhiều vòng hơn

Câu 2 trang 15 Công nghệ 9: Hãy tính tỉ số truyền cho bộ truyền động xích trong 2 trường hợp:

a, Z₁ =46, Z₂= 20;

b, Z₁ =46, Z₂=16

Tỉ số truyền: i = Z₁Z₂ = 46 * 20 = 920

Tỉ số truyền: i = Z₁Z₂ = 46 * 16 = 736

I - Nguyên lý chuyển động

1. Chuyển động

Khi chúng ta đạp bàn đạp, lực truyền qua đùi xe làm trục giữa quay, đĩa quay, kéo xích chuyển động, xích kéo líp cùng bánh sau quay (bánh chủ động), khi bánh xe quay và lăn trên mặt đường làm cho xe chuyển động về phía trước. Nguyên tắc chuyển động như sau:

Lực từ chân người đạp → Bàn đạp → Đùi xe → Trục giữa → Đĩa → Xích → Líp → Bánh xe sau → Xe chuyển động.

2. Đổi hướng chuyển động

Bánh xe trước làm nhiệm vụ dẫn hướng, dẫn chuyển động của xe phụ thuộc vào hướng chuyển động của bánh trước, do người điều khiển bẻ tay lái (ghi – đông) sang phải hoặc trái. Nguyên tắc truyền động như sau:

Tay người đi xe → tay lái của xe (ghi đông) → Cổ phuốc → Càng trước → Bánh xe trước → Hướng chuyển động của xe

3. Dừng xe

Khi muốn dừng xe ta phải bóp phanh

Khi phanh, yêu cầu phải phanh đều hai bánh xe. Nếu chỉ phanh một bánh xe thì có thể xảy ra một trong hai trường hợp sau:

- Chỉ phanh bánh xe trước: khi đó bánh xe trước không quay, bánh xe sau vẫn quay do quán tính nên có xu hướng đẩy xe chuyển động về phía trước làm rê xe hoặc làm hất ngã người ngồi trên xe nếu đang đi với tốc độ nhanh hay xuống dốc.

- Chỉ phanh bánh sau: khi đó bánh xe sau không quay, nhưng xe vẫn đang có quán tính chuyển động, bánh xe trước sẽ lăn ở trạng thái không cân bằng, như vậy độ an toàn sẽ không cao.

II - BỘ TRUYỀN ĐỘNG CỦA XE ĐẠP XE ĐẠP

Bộ truyền động chính của xe đạp gồm đĩa, xích và líp. Chuyển động được truyền từ trục đĩa tới xích, líp nhờ sự ăn khớp giữa các mắt xích và răng trên đĩa, líp nên được coi là truyền động xích.

1. Nguyên lý của bộ truyền động xích.

Đĩa → Xích → Líp

2. Tỷ số truyền của bộ truyền động xích

Vận tốc của xe đạp ngoài sự phụ thuộc vào tốc độ đạp của người đi xe còn phụ thuộc vào tỉ số truyền của bộ truyền động xích. Tỉ số truyền này được tính theo công thức sau:

Trong đó:

- D₁ đường kính của đĩa (mm)

- D₂ đường kính của líp (mm)

- Z₁ Là số răng của đĩa

- Z₂ Là số răng của líp

- n₁ Là tốc độ quay của đĩa (Vg/ph)

- n₂ Là tốc độ quay của líp (Vg/ph)

Tốc độ quay của đĩa n₁ phụ thuộc vào tốc độ đạp chân nhanh hay chậm của người đi xe. Tốc độ của xe phụ thuộc vào tốc độ quay của bánh xe sau (tốc độ quay của líp) n₂. Như vậy, với một tốc độ quay n₁ của đĩa, chúng ta có thể có nhiều tốc độ quay n₂ của bánh xe khác nhau nhờ việc thay đổi đường kính D₁ (thay đổi số răng Z₁) hoặc D₂ (thay đổi số răng Z₂).

Tỉ số truyền i > 1 nghĩa là: khi tốc độ quay của đĩa là n₁ thì bánh xe quay nhanh hơn i lần (n₂ = i. n₁). Tuy nhiên, nếu thiết kế tỉ số truyền càng lớn thì lực đạp lên bàn đạp càng lớn. Do vậy, tỉ số truyền không được quá lớn. Căn cứ vào tốc độ tối đa có thể đạt được của xe đạp mà người ta thiết kế tỉ số truyền sao cho phù hợp với mục đích sử dụng.