Почему цепь передаёт усилие, а не просто вращается
Когда велосипедист давит на педаль, шатун поворачивает переднюю звёздочку. Её зубья натягивают верхнюю часть цепи и тянут заднюю звёздочку; та вращает втулку колеса. Цепь работает прежде всего на растяжение: именно натянутая ветвь передаёт усилие, тогда как нижняя возвращается к педалям менее нагруженной.
Звенья могут поворачиваться относительно друг друга, поэтому жёсткая на вид металлическая полоса огибает звёздочки. Это не сплошное кольцо, а последовательность коротких соединённых деталей. Благодаря такой конструкции цепь способна изгибаться вбок при переключении передач, хотя сильного перекоса она не любит: он повышает трение и ускоряет износ.
Звёздочки меняют характер усилия
Передняя и задняя звёздочки образуют передачу. Если передняя крупнее задней, за один оборот педалей колесо делает больше оборотов: ехать быстрее на ровном участке удобнее, но педали крутить тяжелее. Если задняя звёздочка крупнее, колесо получает меньше оборотов на тот же оборот педалей, зато велосипедисту проще подниматься в гору.
Переключение не добавляет энергии — оно меняет соотношение между усилием ног и скоростью вращения колеса. Цепь при этом должна лечь на другую звёздочку, сохранив зацепление зубьев. Поэтому даже простая передача связывает два разных движения: ровный круг педалей и вращение колеса с тем темпом, который нужен дороге.
