自行車變速器的結構原理

一、變速自行車的主要結構

變速自行車之所以能變速和省力，是因為它的中軸和後軸上各安裝了一組大小不等的鏈盤。中軸的腳踏與大小不同的一組鏈盤構成了一個省力輪軸，這時的腳踏半徑（輪半徑）大於鏈盤半徑（軸半徑），所以騎車人在腳踏上施加一個較小的動力，就能在鏈盤上產生一個較大的力來驅動自行車的前進。

後軸中的車輪與一組大小不同的鏈盤（俗稱“飛輪”）構成一個費力輪軸：用傳遞到飛輪上的力去驅動後車輪的轉動而使自行車前進。

二、變速自行車的原理

騎車人加在腳踏上的動力通過“鏈盤”“放大”後，由鏈條傳遞給“飛輪”，“飛輪”再帶動後車輪轉動，從而驅動自行車前進。變速自行車就是利用了鏈盤與飛輪的齒數比的搭配不同而改變前進速度的。

當鏈盤的“大盤”與飛輪的“小飛”組合時，“大盤”轉動一圈，“小飛”則會轉動很多圈，這樣“小飛”就會帶動後車輪前進很遠一段距離，因而此時車速最快。然而，此時由於腳踏的輪半徑與“大盤”的軸半徑相差不大，所以人加在腳踏上的動力在“大盤”上產生的力並不太大。即：此時車速雖然快了，但騎車人會付出較大的動力。

當鏈盤的“小盤”與飛輪的“大飛”組合時，“小盤”轉動一圈，“大飛”轉動的圈數不太多，這樣“大飛”就帶動的後車輪前進的距離不大，因而此時車速最慢。然而，此時由於腳踏的輪半徑與“小盤”的軸半徑懸殊很大，所以人加在腳踏上的動力在“小盤”上會產生很大的驅動力。即：此時車速雖然慢了，但騎車人付出的動力卻最小。

原理如下：

  自行車是通過前後齒輪傳送動力的。設前腳踏的齒輪一週N1個齒。後輪的齒輪一週N2個齒。騎行一段路，腳蹬的齒輪轉過nl周，後輪轉過n2周。因為轉過的總齒數相等。即N1xnl＝N2xn2，可知N1／N2＝n2／n1。即轉的週數與齒數成反比。改變不同的齒數比。就改變了速度大小。所以變速自行車，是用多個不同齒數的齒輪組合成一個變速傳動鏈。