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如图所示,一自行车上连接踏脚板的连杆长R1,由踏脚板带动半径为r1的大齿盘,通过链条与半径为r2的后轮齿盘连接,带动半径为R2的后轮转动.
(1)设自行车在水平路面上匀速行过时,受到的平均阻力为f,人蹬踏脚板的平均作用力为F,链条中的张力为T,地面对后轮的静摩擦力为fs,通过观察,写出传动系统中有几个转动轴,分别写出对应的力矩平衡表达式;
(2)设R1=20厘米,R2=33厘米,踏脚大齿盘与后轮齿盘的齿数分别为48和24,计算人蹬踏脚板的平均作用力与平均阻力之比;
(3)自行车传动系统可简化为一个等效杠杆.以R1为一力臂,在右框中画出这一杠杆示意图,标出支点,力臂尺寸和作用力方向.
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(1)自行车传动系统中有2个转动轴.
对踏脚齿盘中心的转动轴可列出:FR1=Tr1                       ①
对后轮的转动轴可列出:Tr2=fsR2                              ②
  (2)由  FR1=Tr1   Tr2=fsR2
   及  fs=f                                                ③
可得 
FR1
fR2
=
r1
r2
=
48
24
=2                                      ④
F
f
=2
R2
R1
=
2×33
20
=3.3                                       ⑤
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(3)如图所示.
答:
(1)传动系统中有2个转动轴,对应的力矩平衡表达式分别是FR1=Tr1和Tr2=fsR2
(2)人蹬踏脚板的平均作用力与平均阻力之比为3.3.
(3)杠杆示意图如图.
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