기어변속은 어떻게 이루어 지나요?

Question

사람들이 타고다니는 자전거를 보면, 높은곳을 올라가려고 기어를 바꾸기 위해

기어를 변속하잖아요. 이렇게 하는 기어변속의 원리가 뭔가요?

Answer 1

안녕하세요. 큰레아34입니다.

‘변속기(變速器)’는 속도를 바꿔주는 기계라는 뜻이지만 정확하게는 속도와 함께 구동력을 조절하는 장치다.

작은 힘을 증폭시켜 큰 힘을 내게 하거나 반대로 힘을 줄여서 전달하기도 한다.

이해를 돕기 위해 자동차 변속기를 생각해보자. 자동차의 원동력은 엔진에서 생산된다.

엔진의 동력은 바로 바퀴와 연결되지 않는데, 변속기(트랜스미션)는 엔진과 바퀴 사이에 위치한다. 엔진 회전수는 그대로 두고 변속기 조작만으로 속도가 빨라지거나 느려질 수 있다.

오르막이나 평지 등 노면 상황에 따라 엔진 회전수와 속도 사이에 최적의 비율을 찾아내는 것도 변속기의 역할이다.

자전거 역시 마찬가지다. 자전거는 사람의 힘으로 움직인다. 20~30년 전의 생활자전거는 변속기가 없는 고정 기어였다.

이런 자전거는 오르막에서는 너무 힘들고 평지에서는 빠른 속도로 달리기가 어렵다. 변속기는 더 험한 오르막을 올라갈 수 있게 해주고, 평지에서는 더 빨리 달릴 수 있게 해준다.

변속기 덕분에 자전거로 낼 수 있는 속도 영역이 한층 넓어졌다.

자전거의 변속 역시 자동차처럼 다양한 크기의 기어 조합으로 이루어진다.

실질적인 변속은 앞뒤 기어를 이어주는 체인을 크기가 다른 기어 위로 옮기는 방식으로 구현된다.