ケイデンス一定で走るのが一般的なので、変速する（ギア比を変える）と走行速度が変わる。
次の計算器で、クランクスプロケット（前スプロケット）と後輪スプロケット（後スプロケット）の全ての組み合わせに対応した走行速度が一度に計算できます。
外装変速機のクランクおよび後輪のスプロケットの全ての組合せに対応した走行速度を一度に計算します。
 タイヤ外径、ケイデンス（ペダル毎分回転数）、クランク スプロケット歯数および後輪スプロケット歯数を半角数字で入れて（無い段の歯数は空白のままとする）、
［計算］を押して下さい。  歯数の組合せに対応した走行速度が出ます。
［計算例］
タイヤ外径６７８ｍｍ（ロード用７００Ｃ）、ケイデンス７０ｒｐｍ、クランクスプロケット歯数 ３０－３９－５３Ｔ
そして後輪スプロケット歯数 １２－１３－１４－１５－１６－１７－１９－２１－２３Ｔの場合。
［計算結果］
表において、左欄から右欄へ速度が増すように、後輪スプロケット歯数は１段は大そして９段は小とあえて逆順にして入力した。
下図のように、小スプロケット使用時の速度は１１．７～２２．４ｋｍ／ｈ、中間スプロケット使用時の速度は１５．２～２９．１ｋｍ／ｈ
そして大スプロケット使用時の速度は２０．６～３９．５ｋｍ／ｈ。
ただし、実際に使う走行速度は次項の「計算結果の考察」において「切換え順序（Ａ案）」として説明してある。
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- たすき掛け
たすき掛けとは、チェーンが前最小スプロケットと後最小スプロケット（小－小スプロケット）に掛かっているか、または前最大スプロケットと後最大スプロケット（大－大スプロケット）に掛かっている状態（右図）。
これらの状態では、チェーンは最大角度の斜め掛けとなり、伝動効率が悪い。
上の計算結果図において、赤線枠で囲った速度はチェーンの大－大スプロケット掛け（５３＿２３Ｔ）および小－小スプロケット掛け（３０＿１２Ｔ）、すなわち、たすき掛けによるものであるから使わないことが望ましい。
たすき掛けをしなくとも、５３＿２３Ｔの速度は例えば３９＿１７Ｔで得られ３０＿１２Ｔの速度は５３＿２１Ｔで得られる。
黄線枠で囲った速度はたすき掛けに次いでチェーンが大きな斜め掛けとなるから、長時間に渡って使わないことが望ましい。
同等の速度は他のスプロケットの組み合わせで得られる。
- ギア比重なり
ギア比重なり（ギア比オーバーラップ）とは、クランクスプロケットが中間スプロケットのときのギア比と大スプロケットまたは小スプロケットのときギア比が等しくなるか又は近似となること、すなわちギア比が重なること。
クランクスプロケットの歯数を選ぶことにより重なりをなくすことはできるが、その歯数の組合せで速度（ギア比）を順番に変えていこうとすると、クランクスプロケットおよび後輪スプロケットも同時に変えなければならず操作は複雑な上に覚えられないので実用的でない。
電気変速としてコンピューターが変速するのなら理屈上はできるかも知れない。
青線枠で囲った速度（Ａ～Ｄ）はギア比重なり（ギア比オーバーラップ）によるものであり、それぞれほぼ等しい速度（ギア比）となっている。
例えば、１段（小）のＡの１５．８ｋｍ／ｈと２段（中）のＡの１５．２ｋｍ／ｈは３．９％の差しかなく、ほぼ同一の速度であり、ギア比重なりである。
また、２段（中）のＣと３段（大）のＣは、共に２４．９ｋｍ／ｈであり、完全に重なっている。
ギア比重なりの速度差を計算すると、Ａ（３．９％）、Ｂ（１．２％）、Ｃ（０％）そしてＤ（１．７％）である。
- ダブルシフト
ダブルシフトは前ディレイラー及び後ろディレイラーを共にシフトさせること。低速から高速まで順次変速していく場合一般に、ダブルシフトは 前２段構成では１回そして前３段構成では２回必要である。
- 切換え順序（Ａ案）
「多段走行速度 計算器」の［計算結果］の図に示す。水平および斜めの赤線は低速１１．７ｋｍ／ｈから高速３９．５ｋｍ／ｈまでのスプロケットの切換え順序の一例を示している。
この例が示しているように、前ディレイラーは速度レンジ（範囲）を変える（シフトする）ために使われる。ケイデンス７０ｒｐｍにおける速度レンジは、小スプロケットが１１．７～１７．９ｋｍ／ｈ、中間スプロケットが１８．４～２６．８ｋｍ／ｈそして大スプロケットが２７．９～３９．５ｋｍ／ｈとなっている。
切換え順序は、シフトパターンという。
- 切換え順序（Ｂ案）
切換え順序の代案（Ｂ案）を上図の赤線で示す。
小スプロケットが１１．７～１４．１ｋｍ／ｈ、中間スプロケットが１５．２～２９．１ｋｍ／ｈそして大スプロケットが３１．６～
３９．５ｋｍ／ｈとなっている。
中間スプロケット使用時には、カセットスプロケットは大から小まで全て使っている。Ａ案に比べて覚えやすく、かつ変速操作も行いやすい。
ただし、有効段数は、１段（小）においては３段、２段（中）においては９段そして３段（大）においては４段の合計１６段である。
スプロケットの切換えによる速度変化が視覚的に分かるようにしたグラフを右上に示す。
グラフの縦軸は走行速度［ｋｍ／ｈ］そして横軸は後輪スプロケットの段を表している。クランクスプロケットの段は色の違いで表している。小スプロケットは黄色、中間スプロケットは水色そして大スプロケットは茶色となっている。
- 有効段数
ギア比の重なりのために、実質的な段数は見かけの段数（クランクスプロケット段数 ｘ 後輪スプロケット段数）よりも少なくなる。
Ａ案例では、クランクスプロケット１段（小）、２段（中）および３段（大）において使われている後輪スプロケットは何れも６枚だけなので実質的な有効段数は３ｘ６＝１８段である。見かけ上は３ｘ９＝２７段であるから、有効スプロケット割合は１００％ｘ１８段／２７段＝６７％である。残りの３３％の組合せは使われない。
Ｂ案での有効スプロケット割合は、１００％ｘ１６段／２７段＝５９％である。４１％の組合せは使われない。
- 常用速度
クランクスプロケット３枚構成の場合の常用速度は、チェーンラインがほぼ真直ぐとなる（右図）、前スプロケットの中間スプロケットおよび後輪スプロケット（カセットスプロケット）の中間部で得られることが望ましい。
この計算例では、常用速度は２２ｋｍ／ｈ前後となる。これは経済速度に近い。
ツール・ド・フランスの競技者の多くは、長距離をペダル回転数８０～９０ｒｐｍそして平均速度５０ｋｍ／ｈ強で走っている。
- 経済速度
任意の距離を走るのに対し、区間エネルギー消費量が最小となる速度は経速度と呼ばれる。体力などの個人差や自転車の種類にもよるが、自転車走行の経済速度は２５～３０ｋｍ/ｈ。
区間エネルギー消費量は低速でも高速でも大きい。 船および航空機などの経済速度（燃料を最も節約できる速度）は巡航速度とも呼ばれる。
- 最高速度
計算例の最高速度（３９．５ｋｍ／ｈ）が出せるかどうかは、その人が出せる動力による。次の計算器で、速度を出すのに必要な動力が計算できる。
 参考資料  「必要動力計算器」
- コンパクト駆動
３４Ｔなどの歯数の少ない（小さい）スプロケットが装着できるよう、クランクのスパイダーに固定するボルト穴のピッチ円直径（ＰＣＤ）を
１１０ｍｍ以下にしたクランクまたはそのクランクとスプロケットとの組合せはコンパクトクランクと呼ばれる。
そして、このような駆動方式はコンパクトドライブ（駆動）と呼ばれる。
スプロケット穴のピッチ円直径は１３０ｍｍまたは１３５ｍｍが現在は主流であるが、昔は１１０ｍｍ以下であった。
コンパクトクランクの利点は質量が幾分小さくなること、かつ左右のペダル間距離が短くなること。
Ｑファクターを短くしてもスプロケットが小さいのでチェーステイとの隙間が確保できる利点もある。
欠点は互換性に乏しいこと及びスプロケットが小さいのでチェーン張力が大きくなり伝動効率が少し悪くなる他、スプロケットの磨耗が少し早いこと。
Ｈａｍｉｌｔｏｎは２００２年のツール・ド・フランスにおいて、５２＿３６Ｔのコンパクトクランクで走った。
次に多段走行速度計算器を使って、コンパクト駆動と標準駆動の比較を試みた。
- コンパクト駆動の多段走行速度
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| コンパクト駆動 |
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| 標準駆動 |
コンパクトクランクのスプロケット歯数３４＿５０Ｔについて計算した多段走行速度を右図に示す。
後輪スプロケット（カセットスプロケット）は、コンパクト駆動では１１＿２３Ｔであることが多い。
同図の赤線枠はチェーンのたすき掛け、黄線枠はたすき掛けに次いでチェーンの大きな斜め掛けそして青線枠はギア比重なりを表している。
３４Ｔｘ１３Ｔと５０Ｔｘ１９Ｔは、ギア比重なりとなっている。
ケイデンス７０ｒｐｍにおける走行速度の一例としては、小スプロケットのとき１３．２～２３．４ｋｍ／ｈそして中間スプロケットのとき２６．３～４０．６ｋｍ／ｈとなっている。
- 標準駆動の多段走行速度
標準的なランクスプロケットの歯数である３９＿５３Ｔ及び後輪スプロケット歯数１２＿２５Ｔについて計算した多段走行速度を右図に示す。
同図の赤線枠はチェーンのたすき掛け、黄線枠はたすき掛けに次いでチェーンの大きな斜め掛けそして青線枠はギア比重なりを表している。
３９Ｔｘ１４Ｔと５３Ｔｘ１９Ｔは、全くのギア比重なりとなっている。
ケイデンス７０ｒｐｍにおける走行速度の一例としては、小スプロケットのとき１３．９～２４．９ｋｍ／ｈそして中間スプロケットのとき２７．９～３９．５ｋｍ／ｈとなっている。
- コンパクト駆動と標準駆動の比較
最低速度および最高速度が、それぞれほぼ等しいからギア比もほぼ等しくなっている。
この例の有効段数はコンパクト駆動が７５％そして標準駆動が７０％となっている。ケイデンス７０ｒｐｍにおける低速はコンパクト駆動が１３．２ｋｍ／ｈそして標準駆動が１３．９ｋｍ／ｈでコンパクト駆動が５％遅いがほぼ等しい。
高速はコンパクト駆動が４０．６ｋｍ／ｈそして標準駆動が３９．５ｋｍ／ｈでコンパクト駆動が３％早いがほぼ等しい。これらはコンパクト駆動の特徴というよりも、単に歯数の違いによるもの。
前ディレイラーの必要キャパシティは、コンパクト駆動は１２Ｔそして標準駆動は１３Ｔとなっている。後ディレイラーの必要キャパシティは、コンパクト駆動は２８Ｔそして標準駆動は２７Ｔとなっている。
この切換え例での有効段率は、コンパクト駆動は１００％ｘ１５段／２０段＝７５％そして標準駆動は１００％ｘ１４段／２０段＝７０％となっている。
一般に、クランクスプロケット２段はクランクスプロケット３段よりも有効段率は大きい。
小径車は、車輪の呼び径が２０型以下の自転車。
折りたたみ自転車が多い。ハンドル、サドルおよびボトムブラケットの高さ並びにホイールベースは、ロードバイクのそれらと大差はない。
タイヤ幅は２８～５４ｍｍ。
車輪が小さいので転がり抵抗は大きい。路面の凹凸に対する適応性は悪いのでサスペンションを付けたものもある。サスペンションは動力の一部を吸収する。
変速機は無いものと付いているものがある。変速機は内装変速機および外装変速機がある。小径車は車輪径が小さいので、ギア比を大きくしてペダル１回転で進む距離をロード車などとほぼ同等となるようにしている。そのため、車輪径に比べてクランクスプロケットが異様に大きく見える。
２０ｘ１-1/8 幅２８ｍｍ（外径４６２ｍｍ）のタイヤを装備した小径車に、カプレオのスプロケット（クランク４５Ｔ、後輪９＿２６Ｔ）
を装備した小径車について計算した多段走行速度を上図に示す。計算結果をグラフに打点して右上図に示す。
グラフの縦軸は走行速度［ｋｍ／ｈ］そして横軸は後輪スプロケット（カセット）歯数となっている。グラフのケイデンスは、赤点は７０ｒｐｍそして青点は６０ｒｐｍとなっている。
ケイデンス７０ｒｐｍ（赤点）の場合は、後輪スプロケット２６Ｔで最小速度１０．５ｋｍ／ｈそして９Ｔで最大速度３０．５ｋｍ／ｈとなる。
ケイデンス６０ｒｐｍ（青点）の場合は、後輪スプロケット２６Ｔで最小速度９．０ｋｍ／ｈそして９Ｔで最大速度２６．１ｋｍ／ｈとなる（計算結果は省略）。
ダイナシス（Dyna-Sys）は、マウンテンバイク用の３段 ｘ１０段の外装駆動系統に対するシマノの名称。
グループはＲｅｏｒｅのＸＴ、ＳＬＸ及びＸＴＲ。シフターはラピッドファイアー。前ディレイラーはトップスイング。
後デイレイラーは高ノーマルのシャドーディレイラー 。
クランクスプロケット歯数は、４２＿３２＿２４Ｔ。
その後、車輪の大きい２９ｅｒの普及を追って４０－３０－
２２Ｔを追加した。
後輪スプロケット歯数は、１１＿３４Ｔ（１１＿１３＿１５＿１７＿１９＿２１＿２３＿２６＿３０＿３４Ｔ）又は１１＿３６Ｔ（１１＿１３＿１５＿１７＿１９＿２１＿２４＿２８＿３２＿３６Ｔ ）。
チェーンの外プレートはクランクスプロケットの大スプロケットに移動しやすいよう、そして内プレートは後輪スプロケットの大スプロケットに移動しやすいよう左右非対称となっている。
２６ｘ２．０ 幅５４ｍｍ（外径６６６ｍｍ）のタイヤを装備したマウンテンバイクに、クランクスプロケット４２－３２－２４Ｔ、後輪スプロケット１１＿３４Ｔ
を装備したとして計算した多段走行速度を上図に示す。スプロケットの切換え順序は一例。ケイデンスが７０ｒｐｍの場合、小スプロケット（２４Ｔ）による速度は６．２～７ｋｍ／ｈ、中間スプロケット
による速度は８．３～２５．６ｋｍ／ｈそして大スプロケットによる速度は２８．４～３３．５ｋｍ／ｈとなっている。
レシオ計算器で後輪スプロケットの歯数のレシオを計算すると、平均レシオは１３．４％で、これはクロウスレシオとワイドレシオの中間である中間レシオとなっている。
この切換え例では、有効段数は１４段そして有効段率は１００％ｘ１４段／３０段＝４７％となっている。
シングルスピードバイク（単速車）のクランクスプロケット及び後輪スプロケットの歯数の組み合わせで走行速度がどのように変わるかシミュレーションすることができる。
その例を右図に示す。
例えば、
（１） クランクスプロケット歯数は４８Ｔそして後輪スプロケット歯数は１３Ｔとすると、走行速度は３３ｋｍ／ｈとなる。
（２） 走行速度を２５ｋｍ／ｈとしたい場合は、クランクスプロケット歯数は４４Ｔそして後輪スプロケット歯数は１６Ｔとするか又は、クランクスプロケット歯数は４８Ｔそして後輪スプロケット歯数は１７Ｔとする。
クランク スプロケット歯数、後輪スプロケット歯数、タイヤ外径、ケイデンス及び内装ギア比（無い段のギア比は空白のままとする）を半角数字で入れて、
［計算］を押して下さい。 内装ギア比に対応した走行速度が出ます。
［計算例］
内装３段変速機の付いた折りたたみ自転車において、クランクスプロケット歯数 ５０Ｔ、後輪スプロケット歯数１３Ｔ、タイヤ外径４６２ｍｍ、ケイデンス７０ｒｐｍ
そして内装ギア比（１段）０．７５、（２段）１．０そして（３段）１．３３の場合。
［計算結果］
走行速度は１段において１７．６ｋｍ／ｈ、２段において２３．４ｋｍ／ｈそして３段において３１．２ｋｍ／ｈとなる。
ケイデンスを変えなければ、変速によってギア比が変わり走行速度が変わる。どの程度、速度が変わるか計算する計算器を次に示す。
「多段走行速度 計算器」で得られた、最低速度、最高速度および有効段数を入力すると、平均の速度変化が計算できます。
［計算例］
最低速度１１．７ｋｍ／ｈ、最高速度３９．５ｋｍ／ｈそして有効段数１８段の場合
［計算結果］ 平均の走行速度変化は、１．６ｋｍ／ｈである。
すなわち、任意のギア比から変速すると速度が増加するか又は減少するが、その速度変化の平均値は１．６ｋｍ／ｈである。
なお、個々の段（ギア比）に対応した速度変化は、「多段走行速度 計算器」による計算結果を見て、前の段又は後の段との速度差を暗算で計算すれば分かります。
速度変化の小さいカセットはクロウスレシオそして速度変化の大きいカセットはワイドレシオと呼ばれる。
参考資料 「スプロケット群のレシオ」
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多段走行速度
