При езде на велосипеде важно поддерживать определенную скорость вращения педалей (также называемую частотой вращения педалей) независимо от холмов или ровной дороги. Для передачи мощности от педали к колесам используются шестерни.

На велосипеде есть два места, где есть шестерни. Первый соединен с педалью и называется звездочкой. Второе место связано с задней шиной, называемой задней звездочкой или звездочкой. Шестерни соединены цепью. Цепь передает мощность, приложенную к педали, на колеса, и создается механическое преимущество, основанное на размере шестерен, подключенных к педалям (передняя кассета) и колесам (задняя кассета).

Существуют разные велосипеды с разным количеством передач, называемых цепочками и звездочками. Велосипед с одной передачей сохраняет фиксированное механическое преимущество — передачи на велосипеде с одной передачей не будут переключаться независимо от того, крутит ли человек педали на ровной дороге или на холме. Это означает, что человеку, крутящему педали, приходится прикладывать всю нагрузку к своим ногам, чтобы подниматься на холмы или ездить намного быстрее.

Велосипед с несколькими передачами позволяет человеку, крутящему педали, поддерживать одну и ту же скорость вращения педалей, чтобы регулировать свое механическое преимущество для достижения разных результатов. Это позволяет водителю взбираться на холмы или двигаться быстрее, не меняя скорость вращения педалей.

Велосипед с несколькими передачами дает множество возможностей использовать механические преимущества в личных целях. Велосипеду, стоящему на месте, потребуется использовать комбинацию передач, подходящую для большего крутящего момента (мощности поворота), чтобы ускориться с остановки или подняться на большой холм. Механическое преимущество в крутящем моменте (большая мощность вращения) достигается, когда меньшая шестерня приводит в движение большую шестерню. В случае с велосипедом это происходит, когда наименьший размер передней звезды сочетается с наибольшей задней звездочкой или звездочкой. Однако велосипед, рассчитанный на крутящий момент, не сможет двигаться очень быстро.

С другой стороны, велосипед, который уже движется и хочет достичь высокой скорости, должен использовать комбинацию передач, подходящую для большей скорости (скорости движения), чтобы достичь высокой скорости без необходимости крутить педали сотни раз в минуту. Механическое преимущество в скорости достигается, когда большая шестерня приводит в движение меньшую шестерню. В случае с велосипедом это происходит, когда передняя звезда наибольшего размера сочетается с наименьшей задней звездочкой или звездочкой.

Наличие механического преимущества при езде на велосипеде позволяет гонщикам максимально эффективно использовать энергию, которую они прилагают. Механическое преимущество может применяться во многих различных ситуациях и становится желательным при разработке робота для соревнований.