Коли наші предки провернули важіль по колу навколо точки опори, вони відкрили ще один простий механізм: колесо з віссю. Велосипед використовує цей принцип в педалі і зірочці (шестерні ланцюгової передачі).
Зусилля, що прикладається до обертовим педалей, передається на провідну зірочку, яка входить в зачеплення з ланцюгом, обертає інше колесо з віссю - провідну зірочку (шестерню вільного ходу), встановлену на задньому колесі велосипеда. Зусилля, що прикладається велосипедистом до педалей, дозволяє йому переміщатися з більшою швидкістю, ніж в тому випадку, якщо б він розвивав таке ж зусилля, переміщаючись пішки.
Велосипедисти можуть крутити педалі з меншими зусиллями, тобто підвищувати виграш в силі колеса з віссю, шляхом використання набору шестерень різного розміру, які збільшують або зменшують діючі на них сили. Щоб пристосуватися до рельєфу місцевості, велосипедисти регулюють передавальне відношення, величина якого визначається відношенням діаметра барабана приводу до діаметру відомою. Якщо ведена зірочка менше провідною, педалі крутити важче, але велосипед їде швидше. Більший діаметр веденої зірочки полегшує роботу педалями і одночасно з цим зменшує швидкість руху велосипеда.
Переключення передач
Ведучі й відомі зірочки істотно відрізняються за своїм розміром і кількістю зубів. У багатошвидкісних велосипедах для плавної зміни передавального відносини під час руху використовуються пристрої, що називаються перемикачами передач, які перекидають ланцюг з однієї зірочки на іншу.
Передавальні відносини
Використовуючи різне передавальне відношення, велосипедист може пристосовуватися до умов, що змінюються дорожніх умов. Низьке передавальне відношення вимагає від велосипедиста менших зусиль, полегшуючи роботу педалями при підйомах в гору, в той час як високе передавальне відношення дозволяє збільшувати швидкість під час горизонтального руху або спуску під гору, коли крутити педалі легше.
Передавальне відношення і рушійна сила
Передавальне відношення і швидкість
ведені зірочки
Чим менше ведена зірочка, тим більше оборотів зробить заднє колесо при одному обороті педалей. На діаграмі внизу показані відстані, які проходить велосипед після одного обороту педалей, для п'яти різних ведених зірочок.
Енергія педалей прискорює велосипеди вперед