為什麼自行車腳踏的螺紋方向是這樣的?
01-23
自行車腳踏(就是一般說的腳蹬子)與曲柄之間擰緊的螺紋,左側和右側腳踏的螺紋方向是不同的。這是為了防止騎行過程中腳踏脫落,螺紋的設計方嚮應該是越騎擰的越緊的。
經過確認,自行車左腳踏螺紋是 逆時針 旋緊,右腳踏是 順時針 旋緊。但是經過簡單的分析我們發現,在騎行時左腳踏相對曲柄是順時針旋轉的,這樣豈不是越騎腳踏越松? 可是實踐結果卻和直觀的理論分析不符。這樣的螺紋方向在實際騎行中確實是越騎越緊腳踏不會脫落的。相反我幾年前買過一輛坑爹的「寶馬」自行車,左腳踏螺紋擰反了,很用力的擰緊腳踏後騎半個小時腳踏就會掉下來。 論壇有一種說法是,因為腳踏內部有滾珠,順時針轉動腳踏時軸心將逆時針受力。對這種說法我目前沒證明出來。 本人985高校力學專業本科,但是這樣一個高中力學的問題卻困擾了我這麼久 於是來求大神解答。我是知乎新人,有描述不清楚的地方請儘管指出,謝謝!
這個問題表面上看起來簡單,其實還挺複雜的,絕大多數人都沒整明白。給個維基百科的鏈接,裡面專門解釋了進動這種機械運動現象,還特別提到了自行車腳踏採用了這個原理,不過想訪問的話可能需要翻牆Precession (mechanical)簡單來說,腳踏軸承的摩擦力對螺紋產生的力矩方向是朝向鬆開的方向的,但螺紋和螺紋孔之間存在微小間隙,在腳的壓力下螺紋和螺紋孔之間存在滾動趨勢,而這種滾動的方向和腳踏旋轉方向相反。補充說明一下,讓大家更容易理解。在腳蹬力的作用下,腳踏軸會偏離孔中心,這時可以把腳踏軸看成行星齒輪,曲柄螺紋孔看成是齒圈,騎行時右邊的腳踏可以看成是行星齒輪中心繞齒圈中心逆時針公轉,於是行星齒輪自身就會順時針自轉。
期末物理在複習,剛剛就來填這個坑吧
因為光學專業的問題,對於進動(就是 @張yz 說的Precession)不是特別熟悉,如有錯誤,見諒其實主要就是進動的原因了,成因來自以下這個神奇的公式角動量於角作用力的關係有意思的是,由於
故所有的力在踏板這個複雜的運動系統中反而變得簡化至可以忽略的情況在曲柄轉動的時候
就可以講踏板上的小孔以曲柄為參考系小孔成逆時針轉動可以分析踏板在水平方向時候的受力情況就可以知道
兩者的受力都會產生方向都指向外側
由於外力距方向都同角速度方向一致因此曲柄必然會再逆時針方向有加速轉動的趨勢(當然,摩擦力不會放過他的)然後就擰緊了嘍
具體的計算我明天試著用我自己的騎行數據算一下晚上就不動手了我突然發現題主是個985力學專業的 跪了能不能補一句
你們真的直接全英版教材么 @畢紹洋反絲 避免在日積月累的騎行中因摩擦力脫落 反而越來越緊
單車的五通殼BB也是這麼設計
右自行車腳踏一般向右旋緊,向左鬆脫 (順時針旋緊,逆時針旋松)。左自行車腳踏螺紋相反(防止蹬踏造成松扣),因此逆時針旋緊,順時針旋松。如果搞混了——很多人都分不清——只要記住:向後。讓你記住,拆卸自行車腳踏時,扳手總是向後用力
是騎行中越來越緊沒錯 但是有先決條件 就是必須保證在你第一次擰的時候完全擰緊了 如果第一次沒有擰緊 再騎行過程中腳踏螺紋不斷磨損 間隙不斷加大 這個時候自然會脫落這個是山地車中常見的問題 尤其是新手 客觀的講跟什麼牌子的沒有大的關係一般在鬆動的時候能夠感覺到 在鬆動的前期擰緊問題不大
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