为什么自行车不用齿轮传动？
很多人可能觉得奇怪，汽车、摩托车都用上了复杂的齿轮系统来变速增力，为什么作为我们生活中最常见也最经典的交通工具——自行车，却普遍采用链条传动呢？这背后其实大有门道，并不是我们想象的那么简单。
首先，我们要明白齿轮传动的核心优势是什么。齿轮传动最突出的特点就是能够实现精确的传动比控制，也就是变速。通过改变大小齿轮的组合，我们可以让驱动轮转得更快（减速比小）或者更有力（减速比大）。这在汽车等需要应对各种复杂路况和速度需求的场合非常重要。
那么，自行车为什么不直接用齿轮呢？这里面有几个关键原因，我们一项一项掰开了说：
1. 成本和复杂性：
想象一下，如果自行车想实现多档变速，就需要一套类似汽车变速箱的结构。这意味着需要很多精密加工的齿轮、轴、换挡机构，以及一个能够容纳这些部件的壳体。
大量的齿轮： 要想实现哪怕是有限的几个档位，也需要一组大齿轮和小齿轮的组合，而且这些齿轮需要有不同的齿数。想想看，如果想有十几个档位，这需要多少齿轮的组合？
精密加工： 齿轮的齿形、精度、啮合度都要求非常高，才能保证平稳、高效的传动，并且不容易损坏。这种精密加工的成本是相当可观的。
换挡机构： 为了方便切换不同的齿轮组合，还需要一套复杂的机械拨杆、拉线或者电子控制系统。这又会增加更多的零件和潜在的故障点。
相比之下，链条传动的核心部件就是几个不同齿数的牙盘（前齿盘）和飞轮（后齿盘），再加上一根链条，和一个简单的拨链器。这种结构相对简单、零件少、加工难度低，这极大地降低了自行车的制造成本，使其能够成为一项大众化的交通工具。
2. 重量考虑：
自行车最核心的特点之一就是轻便。无论是爬坡、搬运还是日常携带，轻巧的车身都是用户最看重的优点之一。
齿轮箱的重量： 一套复杂的齿轮变速系统，加上内部的润滑油、壳体等，会大大增加自行车的整体重量。这对于追求轻盈的自行车来说是致命的。
链条的轻便： 相比于一套完整的齿轮变速器，链条和几片牙盘飞轮的重量要轻得多。虽然现代自行车也有内变速花鼓等结构，但相比于外挂式的多档位齿轮变速器，链条+飞轮+牙盘的组合依然是相对轻便的选择。
3. 传动效率与损耗：
虽然理论上齿轮传动在某些特定条件下可以做到很高的效率，但实际应用中存在不少损耗。
润滑和密封： 齿轮传动需要良好的润滑和有效的密封，以防止灰尘和水分进入导致磨损和效率下降。而一套良好的密封系统会增加复杂性和成本。
磨损： 即使是精密加工的齿轮，在长期使用中也会发生磨损，导致传动精度下降、效率降低。
链条的效率： 链条传动虽然也有摩擦损耗，但相对而言，一套精心维护的链条传动系统在自行车的使用场景下，其效率是足够且可靠的。而且，链条的维护相对简单，只需定期上油即可。
4. 适应性与维护便利性：
自行车的使用环境非常广泛，从城市街道到崎岖山路，都需要能够应对。
对恶劣环境的容忍度： 链条传动虽然会被泥土和灰尘影响，但相比于暴露在外的齿轮，它在一些相对恶劣的环境下，维护起来更直接。链条可以拆卸下来清洗上油，而一套复杂的齿轮箱一旦脏污，清洗和维护起来会非常麻烦。
易于维修和更换： 当链条磨损或损坏时，更换一条新链条非常容易，成本也低。而齿轮出现问题，可能就需要更换整个变速器或者更复杂的部件。
5. 创新与妥协：
其实，自行车也并非完全没有尝试过齿轮传动。例如，早期的自行车也尝试过一些简单的齿轮设计，但都没有成为主流。而现代自行车，虽然外露链条传动是主流，但也有一些采用内变速花鼓（Internal Gear Hub）的技术。
内变速花鼓： 这种技术将齿轮组集成在后花鼓内部，形成一个封闭的变速系统。它有保护性好、维护相对简单（只需维护花鼓本身）、不易脏污等优点，确实提供了一些类似齿轮变速的便利性。但即便如此，内变速花鼓的成本依然比传统的链条传动高不少，而且重量也相对较大，所以也并非完全取代了外露链条。
总结一下，自行车选择链条传动，本质上是在成本、重量、易维护性、可靠性以及传动需求之间做出的一个非常明智的平衡。对于大多数自行车用户来说，他们需要的不是汽车那样复杂的变速逻辑，而是一个相对简单、轻便、易于使用和维护的传动系统，能够应对日常通勤、休闲骑行、健身等多种需求。
链条传动，就像自行车这个交通工具本身一样，在简单中蕴含着高效和智慧，完美契合了自行车的定位。它不是“落后”，而是“经典而实用”。所以，下次看到自行车上的链条，不妨多看一眼，它可是承载着无数骑行梦想的重要“关节”呢！
首先，我们要明白齿轮传动的核心优势是什么。齿轮传动最突出的特点就是能够实现精确的传动比控制，也就是变速。通过改变大小齿轮的组合，我们可以让驱动轮转得更快（减速比小）或者更有力（减速比大）。这在汽车等需要应对各种复杂路况和速度需求的场合非常重要。
那么，自行车为什么不直接用齿轮呢？这里面有几个关键原因，我们一项一项掰开了说：
1. 成本和复杂性：
想象一下，如果自行车想实现多档变速，就需要一套类似汽车变速箱的结构。这意味着需要很多精密加工的齿轮、轴、换挡机构，以及一个能够容纳这些部件的壳体。
大量的齿轮： 要想实现哪怕是有限的几个档位，也需要一组大齿轮和小齿轮的组合，而且这些齿轮需要有不同的齿数。想想看，如果想有十几个档位，这需要多少齿轮的组合？
精密加工： 齿轮的齿形、精度、啮合度都要求非常高，才能保证平稳、高效的传动，并且不容易损坏。这种精密加工的成本是相当可观的。
换挡机构： 为了方便切换不同的齿轮组合，还需要一套复杂的机械拨杆、拉线或者电子控制系统。这又会增加更多的零件和潜在的故障点。
相比之下，链条传动的核心部件就是几个不同齿数的牙盘（前齿盘）和飞轮（后齿盘），再加上一根链条，和一个简单的拨链器。这种结构相对简单、零件少、加工难度低，这极大地降低了自行车的制造成本，使其能够成为一项大众化的交通工具。
2. 重量考虑：
自行车最核心的特点之一就是轻便。无论是爬坡、搬运还是日常携带，轻巧的车身都是用户最看重的优点之一。
齿轮箱的重量： 一套复杂的齿轮变速系统，加上内部的润滑油、壳体等，会大大增加自行车的整体重量。这对于追求轻盈的自行车来说是致命的。
链条的轻便： 相比于一套完整的齿轮变速器，链条和几片牙盘飞轮的重量要轻得多。虽然现代自行车也有内变速花鼓等结构，但相比于外挂式的多档位齿轮变速器，链条+飞轮+牙盘的组合依然是相对轻便的选择。
3. 传动效率与损耗：
虽然理论上齿轮传动在某些特定条件下可以做到很高的效率，但实际应用中存在不少损耗。
润滑和密封： 齿轮传动需要良好的润滑和有效的密封，以防止灰尘和水分进入导致磨损和效率下降。而一套良好的密封系统会增加复杂性和成本。
磨损： 即使是精密加工的齿轮，在长期使用中也会发生磨损，导致传动精度下降、效率降低。
链条的效率： 链条传动虽然也有摩擦损耗，但相对而言，一套精心维护的链条传动系统在自行车的使用场景下，其效率是足够且可靠的。而且，链条的维护相对简单，只需定期上油即可。
4. 适应性与维护便利性：
自行车的使用环境非常广泛，从城市街道到崎岖山路，都需要能够应对。
对恶劣环境的容忍度： 链条传动虽然会被泥土和灰尘影响，但相比于暴露在外的齿轮，它在一些相对恶劣的环境下，维护起来更直接。链条可以拆卸下来清洗上油，而一套复杂的齿轮箱一旦脏污，清洗和维护起来会非常麻烦。
易于维修和更换： 当链条磨损或损坏时，更换一条新链条非常容易，成本也低。而齿轮出现问题，可能就需要更换整个变速器或者更复杂的部件。
5. 创新与妥协：
其实，自行车也并非完全没有尝试过齿轮传动。例如，早期的自行车也尝试过一些简单的齿轮设计，但都没有成为主流。而现代自行车，虽然外露链条传动是主流，但也有一些采用内变速花鼓（Internal Gear Hub）的技术。
内变速花鼓： 这种技术将齿轮组集成在后花鼓内部，形成一个封闭的变速系统。它有保护性好、维护相对简单（只需维护花鼓本身）、不易脏污等优点，确实提供了一些类似齿轮变速的便利性。但即便如此，内变速花鼓的成本依然比传统的链条传动高不少，而且重量也相对较大，所以也并非完全取代了外露链条。
总结一下，自行车选择链条传动，本质上是在成本、重量、易维护性、可靠性以及传动需求之间做出的一个非常明智的平衡。对于大多数自行车用户来说，他们需要的不是汽车那样复杂的变速逻辑，而是一个相对简单、轻便、易于使用和维护的传动系统，能够应对日常通勤、休闲骑行、健身等多种需求。
链条传动，就像自行车这个交通工具本身一样，在简单中蕴含着高效和智慧，完美契合了自行车的定位。它不是“落后”，而是“经典而实用”。所以，下次看到自行车上的链条，不妨多看一眼，它可是承载着无数骑行梦想的重要“关节”呢！
网友意见
简单回答，仅仅就二者之间比较。
链条传动的优点是：1、容错性好，对装配精度要求很低，允许前后链轮存在不小的相对误差；传动效率高，不需要很高精度的加工就能达到0.95以上，而两级齿轮传动一般也就0.8左右。
齿轮传动的优势是：可以采用密闭结构实现免维护，较好的承受日晒雨淋的恶劣环境。
至于传动距离，通过锥形齿改变轴的方向，再把齿轮轴延长成传动杆就行了，这不是太大的问题。
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