为什么变速自行车可以变速？设计师研究发现：自行车后轮轮轴上的牙轮越大，以同样频率蹬踏，车轮在单位时间里的转数就越少，转速就越小；而牙轮越小，转速就越大。因此，只要变动牙轮的直径，就可以获得不同的车轮转速，这样自行车就可以变速了。目前，许多自行车上都装有不同直径的牙轮，骑车者可以方便地拨动装在车把上的开关，使链条转换到直径不同的牙轮上。这样，骑车时蹬踏速度不变，车速却可以变化。

变速器的设计是为了改变主动轴和从动轴之间的传动比，以达到省力的目的。