早期的自行車,，比如1867年由密休（Pierre Michaux）與1870年由斯坦利
（James Starley ）所設(shè)計(jì)的腳踏兩輪車，其踏板連接在前輪上（圖1 和圖2 ）,。
踏板每踩一圈,，則帶動(dòng)前輪轉(zhuǎn)一圈，相當(dāng)于使腳踏車向前方移動(dòng)前輪周長(zhǎng)的
距離,。
所以輪子愈大,，則踏板每踩一圈所走的距離也愈遠(yuǎn)。因此,，早期自行車的傳
動(dòng)裝置完全依賴于輪子的大小,，輪子愈大，則傳動(dòng)愈快,?；诖耍缙谧孕熊嚨?br>傳動(dòng)裝置以驅(qū)動(dòng)輪直徑的大小來確定,，并以英寸為單位（1 英寸=2.54 厘米）,。
所以腳踏兩輪車有點(diǎn)像50英寸的傳動(dòng)裝置，而小孩的三輪車上有相當(dāng)于10英
寸的傳動(dòng)裝置,。
直到今天,，人們?nèi)匀灰韵嗤母拍顏頊y(cè)量自行車的齒輪比，不論其是單速或
十段變速,。我們來討論擁有27英寸輪子,、無變速系統(tǒng)的自行車，它的大齒盤（chain
wheel ）為42齒,，飛輪（free wheel）為14齒（圖3 ）,。按照這樣的匹配，踏板
每踩1 圈,，飛輪就會(huì)轉(zhuǎn)3 圈,。
結(jié)果為踏板每踩1 圈，后輪就轉(zhuǎn)3 圈,，所以這就相當(dāng)于直徑為3 ×27=81 英
寸的腳踏兩輪車踩1 圈踏板可前進(jìn)的距離（因?yàn)檩喿拥闹荛L(zhǎng)與其直徑成正比）,，
因此我們稱它為擁有81英寸的齒輪比。這比任何腳踏兩輪車的制造極限都大,，因
為腳踏兩輪車前輪的直徑受到人類腿長(zhǎng)的限制,。
如果在博物館看到腳踏兩輪車，你可以估計(jì)一下其驅(qū)動(dòng)輪的直徑,。
直接傳動(dòng)的自行車,，其齒輪比非常低，但斯坦利在1885年推出了漫游者安全
腳踏車時(shí),，其設(shè)計(jì)已與目前的自行車非常類似,。由踏板直接帶動(dòng)大齒盤，由鏈條
傳動(dòng)連接在后輪上的飛輪,，因?yàn)榇簖X盤較飛輪多出許多齒,，所以可以由較小的驅(qū)
動(dòng)輪獲得較高的齒輪比（圖4 ）。
典型的BMX 自行車有20英寸的輪子,，其大齒盤有36齒,，飛輪有18齒。36為18
的兩倍,，所以踏板轉(zhuǎn)一圈,，驅(qū)動(dòng)輪會(huì)隨之轉(zhuǎn)兩圈，故它有40英寸的齒輪比（即驅(qū)
動(dòng)輪直徑的兩倍,，20×2=40）,。
這是一個(gè)比較低的齒輪比，因?yàn)锽MX 自行車是被設(shè)計(jì)成表演特技和加速用的
自行車,，不是用來快速行駛的,。可將此車與梅佛瑞特（Jos é Meiffret ）所使
用的齒輪比275 英寸,，創(chuàng)造時(shí)速127 英里世界紀(jì)錄的自行車做比較（1 英里=1.609
千米）,。從圖5 中可以看到他并非騎直徑23英尺的腳踏兩輪車！其自行車的驅(qū)動(dòng)
輪直徑為27.5英寸,，但其大齒盤的齒數(shù)為飛輪的10倍,，踏板轉(zhuǎn)1 圈，飛輪會(huì)轉(zhuǎn)10
圈,。
我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)自行車齒輪比的關(guān)系式：
許多現(xiàn)代的自行車有十段變速,，以應(yīng)付彎路和山路等不同路況。變速系統(tǒng)由
2 個(gè)大小不同的大齒盤以及1 個(gè)飛輪（由5 個(gè)不同尺寸的輪子相疊）所組成,。如
圖6 所示的自行車,，其大齒盤為50及32齒，而飛輪則為14,、17,、20、24與28齒,。
有一種機(jī)制能使鏈條在相疊的5 個(gè)輪子上移動(dòng)并與其中任一個(gè)吻合,，另一種
機(jī)制則可在兩個(gè)大齒盤中選擇一個(gè)帶動(dòng)飛輪,。要得到最低的齒輪比，就要由32齒
的大齒盤驅(qū)動(dòng)28齒的飛輪,。故如果驅(qū)動(dòng)輪為直徑27英寸,，則
完成下列的表格，我們就可知道此自行車有哪些可能的齒輪比,。
上述的資料就是巴特勒規(guī)格（Claude Butler specification ）,，是專為女
式車設(shè)計(jì)的。而為男士所設(shè)計(jì)的自行車大齒盤為40齒與50齒,，飛輪則與女式車所
用的相同,。
如果你正在騎女式自行車，由最低速開始逐檔調(diào)速,，一直調(diào)到最高速,，那么
鏈條在兩個(gè)大齒盤間要轉(zhuǎn)換幾次？若你騎的是男式車,，會(huì)得到相同的答案嗎,？
以此種方法定義自行車的齒輪比是較好的，它在比較不同車輪的自行車的齒
輪比時(shí)相當(dāng)容易,。這樣的定義顯然較往年采用的與26或27英寸標(biāo)準(zhǔn)車輪做比較的
定義更有意義,。
到目前為止尚未討論到軸變速的問題，但由下列的資料,，我們就可以開始討
論了,。
上表有什么意義？
軸齒輪比的實(shí)際作用為改變驅(qū)動(dòng)輪和飛輪之間的相對(duì)轉(zhuǎn)速,。以三速寬齒輪比
（AW）而言,，在第一速時(shí)飛輪轉(zhuǎn)1 圈，后輪才轉(zhuǎn)0.75圈,。在第二速時(shí),，飛輪轉(zhuǎn)1
圈，后輪也轉(zhuǎn)1 圈（又稱直接傳動(dòng)）,。在第三速時(shí),，飛輪轉(zhuǎn)1 圈，后輪會(huì)轉(zhuǎn)1.333
圈,。
現(xiàn)在假設(shè)有一輛26英寸的自行車配備了AW后軸變速系統(tǒng),，大齒盤有46齒，飛
輪為18齒,，則
其通式為：
可運(yùn)用上式找出上述自行車加裝上其他后軸變速系統(tǒng)后其實(shí)際的齒輪比為多
少,。
調(diào)查一下四段速飛輪的齒數(shù)，此飛輪的軸齒輪比與FW的軸齒輪比非常接近,。
我們可試著把十段速系統(tǒng)與后軸變速系統(tǒng)聯(lián)用,，這么做可以獲得非常大的齒
輪比,。好好研究一下！
