自行车

【活动目标】

• 1、对轴套等小零件有更深的认识。
• 2、认识自行车的结构和特点。
• 3、学会水平传动和垂直传动，并动手搭建一辆自行车。

【活动引入】

一、车铃不响的自行车

​ 小猴小熊合买了一辆崭新的自行车，他们商量好你一天我一天轮着骑。 小猴骑着自行车四处游玩，一天下 来，车上沾满了灰尘。他想，反正明天小熊骑，让他去擦吧。

​ 这天轮到小熊骑自行车，天下起了毛毛雨。小熊冒雨骑着玩了一天，车上沾满了泥，他想，反正明天小猴骑，让他去擦吧。

​ 小猴骑着沾满泥的自行车出去玩，车胎里没有了气也不打，自言自语说：“明天小熊骑，让他去打吧。”

​ 小熊也懒得打气，骑自行车出了门。车轮上的钢丝断了几根，他也不去修配，他自言自语地说：“明天让小猴去修配吧。”

​ 就这样，一辆崭新的自行车很快成了一辆铁锈斑斑的破旧车，骑起来还 “吱嘎吱嘎” 响个不停，成了一辆只有车铃不响，其它零件都响的 “老爷破车”。

​ 小猴埋怨小熊，小熊埋怨小猴，吵得面红耳赤。

​ 本节课将深入了解自行车的起源和介绍自行车，以及自行车类别。让我们一起来学习吧！

二、自行车的起源

​ 自行车的起源可以追溯到 19 世纪初期，当时人们开始设计和制造一些简单的车辆，以帮助他们更快、更方便地移动。其中最早的自行车原型是由德国发明家卡尔·德莱斯（Karl Drais）于 1817 年设计的 “脚踏车”，也称为 “德莱辛”。

​ 这种脚踏车由一个木质框架、两个轮子和一个转向机构组成，骑行者需要用双脚推动地面来驱动它运动。虽然它没有蹬板或链条，但已经具备了现代自行车的基本结构。

​ 1850 年代，在德莱辛车的基础上进行了改进，将蹬板加入到车辆中，使得骑手可以通过蹬板来驱动车辆前进。这种新型的自行车被称为 “踏板车”，

​ 随着技术的不断进步和工业革命的到来，自行车逐渐得到改进和完善。1874 年真正具有现代化形式的自行车诞生，英国人劳森在自行车上别出心裁地装上链条和链轮，用后轮的转动来推动车子前进。但仍然不够协调与稳定。这项创新使自行车能够更高效地转换人力，从而实现更快的速度和更长的路程。

​ 自此以后，自行车得到广泛的应用和推广，成为了一种便捷、健康、环保的交通工具。现在，自行车已经成为世界上最受欢迎的运动之一，并在不断地更新和升级，以适应不同人们的需求和喜好。

三、什么是自行车

​ 自行车是一种由人力推动的交通工具，通常由两个轮子、一个车架、一个座位、一个车把和一对踏板组成。人们通过踩踏板来驱动车轮转动，从而推动自行车前进。自行车的主要结构包括车架、车轮、刹车、变速器等。自行车是一种环保、节能、健康的交通方式，适合在城市或乡村中进行短途出行、健身锻炼或休闲娱乐等活动。

四、自行车类别

​ 自行车不仅是一个环保的出行交通工具，还有很多的人把自行车作为健身器材来锻炼身体，而且自行车也是也是一项体育竞赛项目，有山地自行车赛、公路自行车赛等。自行车主要有以下几个类别：

1. 山地车：适合在崎岖的山路上骑行，具有强大的悬挂系统和宽大的轮胎。
2. 公路车：适合在平坦的道路上骑行，轻巧的车身和轮组，提供高速骑行的舒适性。
3. 折叠车：方便携带和存储，适合城市通勤和短距离骑行。
4. BMX车：适合做技巧和表演，轻巧的车身和强大的刹车系统。
5. 电动车：配备电动驱动系统，可以辅助或完全代替人力骑行，适合长距离骑行和上坡。

​ 总之，绿色出行指的是所有节约能源、提高能效、减少污染的出行方式。其中，步行或骑自行车等出行方式都是绿色出行的代表。

​ 奥林匹克运动会从发展到现在，出现了各种各样的比赛项目。其中就有自行车比赛项目。当然自行车还分为公路自行车和山地自行车。而我们今天要搭建的是公路自行车。

【活动准备】

乐高积木9686套装

​ 本次所用零件：

【活动过程】

步骤图

自行车通常由车的躯干、车头和后轮发动装置组成，我们也按照这样的组成来制作自行车。

1. 制作自行车的车的躯干。
2. 制作车头和后轮发动装置。
3. 完成后，就可以组合成自行车了。

第一步

​ 我们先搭建车的躯干，包含了车座。采用了三角形的稳定性。

​ 使用的材料有：蓝色长销5个、3* 7蓝色双角梁2个、蓝色L型角梁1个、3轴1个、4* 6蓝色角梁1个、5轴1个、黑色摩擦销2个、1* 5白色的梁2个、凸轮2个、2轴1个、带一个交叉的孔块1个、1* 3白色的梁2个。

第二步

​ 然后搭建车头，起到了掌控方向的作用。

​ 使用的材料有：带两个交叉的孔块4个、带一个交叉的孔块2个、灰色轴套1个、黄色半轴套2个、正交双孔轴拴连接器1个、3号连接件2个、40齿轮1个、4轴5个、3轴2个。

第三步

​ 最后一部是搭建后轮兼传动装置，为车提供动力供应方式。

​ 使用的材料有：6轴2个、滑轮2个、3* 3橡胶圈1个、1* 3摇臂2个、灰色轴套3个、蓝色L型角梁3个、40齿轮1个、黄色轴销1个。

第四步

​ 组合起来，自行车就搭建完成啦！

【问题思考】

一. 提出问题

• 1、如何让自行车的车速更快？
• 2、如何让自行车在雪地也能行走？

二. 问题回答

• 1、采用大齿轮带动小齿轮的方式进行加速。
• 2、可以把自行车的车轮绑上链条。

【科学知识】

三角形结构

​ 三角形结构是指由三个节点和三个连杆组成的结构形式。它的特点是稳定性好、刚性强、不易变形。在工程学中，三角形结构被广泛应用于建筑物、桥梁、塔架、桅杆等领域，因为它能够承受大的压力和拉力，而且在受到外力作用时，能够将力传递到整个结构体系中，从而保持结构的稳定性和安全性。

​ 在建筑领域中，三角形结构被广泛应用于各种建筑物的设计中，因为它具有以下优点：

1. 稳定性强：三角形结构中的每个三角形都是稳定的，因为它们的三个顶点之间相互支撑，不易发生变形。
2. 承重能力强：三角形结构中的力量分布均匀，能够承受更大的重量和外力。
3. 节约材料：相比其他形状的结构，三角形结构所需的材料更少，可以节约成本。
4. 美观大方：三角形结构通过合理的组合和排列，可以创造出美观、大方的建筑效果。

​ 常见的三角形结构包括三角形桁架结构、倒角三角形结构、单斜面三角形结构等，它们都在现代建筑中得到了广泛应用。

​ 在自行车中，三角形结构也非常重要。自行车的车架通常采用三角形结构设计，这是因为三角形结构能够承受骑行时的各种力量，如重力、惯性、地形等，从而保证骑行的稳定性和安全性。此外，三角形结构还能够降低车架的重量，提高骑行的灵活性和舒适性。

滑轮皮带传动

​ 滑轮皮带传动是一种常见的传动方式，它由一个或多个皮带、两个或多个滑轮和一个传动装置组成。皮带是一种带状的弹性材料，可以将动力从一个滑轮传递到另一个滑轮。滑轮是一种圆柱形的轮子，可以使皮带顺利地绕过并贴合其表面，从而实现传动。传动装置包括发动机、电机、减速器等，它们通过滑轮和皮带的传动将动力转换成机械能，从而驱动机械设备工作。

​ 滑轮皮带传动具有传递功率大、传动效率高、噪音小、振动小、维护简单等优点，被广泛应用于各种机械设备中，如车辆、机床、农机等。在自行车中，滑轮皮带传动被用于将踏板的动力传递到后轮，从而驱动自行车前进。相对于链条传动，滑轮皮带传动具有噪音小、维护简单、不易弄脏衣物等优点，因此受到越来越多骑行者的青睐。

​ 该传动方式具有以下优点：

1. 传动效率高：由于皮带可以在滑轮之间“滑动”，因此摩擦损失小，传动效率可达98%以上。
2. 承载能力强：相比齿轮传动和链传动，皮带传动的承载能力更高，可以承受更大的负载。
3. 减震降噪：皮带传动具有较好的减震和降噪效果，可以减小机械设备的振动和噪声。
4. 维护简便：皮带传动不需要润滑剂，维护简便、成本低廉。

​ 然而，滑轮皮带传动也存在一些缺点，比如精度较低、皮带易老化和磨损等问题。因此，在选择传动方式时，需要根据具体情况进行综合考虑。

【举一反三】

• 1、能否将自行车的车座改为上下调整？

• 2、是否可以将自行车改装成摩托车？

【结束】