자전거 기어비 계산기

이 계산기를 언제 쓰나

체인링이나 카세트를 바꾸려는데 "오르막이 쉬워질지, 평지 최고 속도가 얼마나 줄지"를 미리 숫자로 알고 싶을 때, 두 자전거의 기어 감각을 비교할 때, 특정 속도를 유지하려면 케이던스가 몇이어야 하는지 가늠할 때 씁니다. 결과 아래에는 현재 기어 조합을 케이던스 60~110rpm에 따라 보여 주는 표가 함께 나옵니다.

기어비, 기어인치, 전개거리, 게인 비율

기어비 = 체인링 이빨 수 ÷ 스프라켓 이빨 수입니다. 50÷17이면 2.94로, 페달을 한 바퀴 돌릴 때 뒷바퀴가 약 2.94바퀴 돕니다. 기어인치 = 기어비 × 바퀴 지름(인치)으로, 옛 전륜 대형 바퀴 자전거(페니파딩)에 빗대어 "이 기어는 지름 몇 인치짜리 바퀴를 직접 돌리는 것과 같다"는 의미입니다. 전개거리 = 기어비 × 바퀴 둘레로 페달 한 바퀴에 실제로 나아가는 거리이고, 속도는 전개거리 × 케이던스 × 60 ÷ 1000(km/h, 전개거리 m 기준)입니다.

게인 비율은 자전거 역사가 셸던 브라운(Sheldon Brown)이 소개한 지표로 기어비 × (바퀴 반지름 ÷ 크랭크 길이)입니다. 기어인치는 크랭크 길이를 무시하지만, 크랭크가 길면 같은 힘으로 더 큰 토크를 낼 수 있어 실제 "무거운 정도"가 달라집니다. 게인 비율은 이를 반영하므로 크랭크 길이가 다른 자전거끼리 비교할 때 유용합니다. 이 도구는 바퀴 지름을 둘레 ÷ π로 구해 기어인치와 게인 비율에 같이 씁니다.

34/50T 크랭크 조합 참고표 (빌드 시 계산)

700×25c(둘레 2105mm), 케이던스 90rpm 가정입니다. 콤팩트 크랭크(34/50T)에서 자주 쓰이는 스프라켓을 골라 기어비, 기어인치, 예상 속도를 정리했습니다. 실제 제품의 카세트 구성과 크랭크는 모델마다 다르니 참고표로만 보세요.

50/17T에서 케이던스별 속도 (빌드 시 계산)

같은 기어라도 케이던스에 따라 속도가 선형으로 변합니다. 아래는 50/17T, 700×25c 기준입니다.

검산된 계산 예시

• 로드 50/17T, 700×25c, 크랭크 172.5mm, 90rpm: 기어비 2.94, 기어인치 77.6, 전개거리 6.19m, 게인 비율 5.71, 예상 속도 33.4km/h.
• 오르막용 34/28T, 같은 바퀴·크랭크, 90rpm: 기어비 1.21, 기어인치 32.0, 전개거리 2.56m, 게인 비율 2.36, 속도 13.8km/h. 같은 케이던스로 가장 느린 대신 가장 가벼운 기어입니다.
• MTB 36/11T, 29×2.2(둘레 2288mm), 크랭크 175mm, 80rpm: 기어비 3.27, 기어인치 93.8, 전개거리 7.49m, 게인 비율 6.81, 속도 35.9km/h.
• MTB 32/32T, 같은 바퀴·크랭크, 70rpm: 기어비 1.00, 기어인치 28.7, 전개거리 2.29m, 속도 9.6km/h. 오르막에서 천천히 오를 때 흔히 쓰이는 1:1 기어입니다.

참고표 3: 카세트 단 간격 (50T 체인링, 700×25c)

예시로 11-12-13-14-15-17-19-21-24-28T 구성을 놓고 50T 체인링과 맞물릴 때의 기어비와 인접한 단 사이의 이빨 수 증가율을 계산했습니다. 증가율은 (이번 단 ÷ 직전 단 − 1)이며, 클수록 한 번 변속할 때 케이던스가 크게 출렁입니다. 특정 제품의 카세트 사양이 아니라 계산을 설명하기 위한 구성입니다.

작은 스프라켓 쪽은 한 단에 7~9% 안팎으로 촘촘하고 큰 쪽으로 갈수록 한 단이 10~17%로 벌어집니다. 가장 큰 단과 가장 작은 단의 이빨 수 비율(28÷11)은 약 255%입니다. 이 값이 클수록 한 체인링으로 감당하는 기어 범위가 넓지만 변속 간격은 성길 수밖에 없어, 폭이 넓은 카세트일수록 중간 단의 간격을 확인하는 것이 좋습니다.

참고표 4: 목표 속도를 내는 데 필요한 케이던스 (700×25c)

속도 = 전개거리 × 케이던스 × 60 ÷ 1000을 거꾸로 풀면 케이던스 = 속도 × 1000 ÷ 60 ÷ 전개거리입니다. 네 가지 기어에서 목표 속도별 필요 케이던스를 반올림하여 계산했습니다.

표에서 120rpm을 크게 넘는 칸(예: 34/28T로 25km/h 이상)은 그 기어로는 그 속도를 현실적으로 유지할 수 없다는 뜻이고, 반대로 50/15T로 15km/h를 내려면 36rpm 정도로 페달링이 매우 느려져 오르막이나 출발에서 힘이 많이 필요한 구성입니다. 같은 25km/h라도 34/17T는 99rpm, 50/21T는 83rpm이어서 속도를 유지하려는 기어 선택 폭이 꽤 넓다는 것도 알 수 있습니다.

시나리오로 보는 활용

시나리오 1: 타이어를 25c에서 28c로 바꾸면

이 페이지의 대표값 기준으로 둘레가 2105mm에서 2136mm로 1.47% 늘어납니다. 50/17T, 90rpm에서 예상 속도는33.4km/h에서 33.9km/h로, 같은 케이던스에서 약 0.5km/h 차이입니다. 체감하기엔 작은 변화이지만 기어비를 한 단 바꾸는 것(예: 17T→16T는 약 6%)에 비하면 훨씬 작은 변화라는 점이 중요합니다. 타이어 변경이 기어 선택을 바꾸는 요인은 되기 어렵습니다.

시나리오 2: 크랭크 길이 170mm와 175mm의 게인 비율 차이

같은 50/17T, 700×25c에서 게인 비율은 크랭크 170mm일 때 5.80, 175mm일 때 5.63입니다. 기어비와 바퀴가 같아도 크랭크가 5mm 길어지면 게인 비율이 낮아져 페달에 걸리는 부담이 약간 줄어든다는 뜻입니다. 단, 크랭크 길이는 무릎 각도와 페달링 원의 크기에도 영향을 주므로 기어 숫자만으로 정하지 말고 피팅 상담을 받는 것이 좋습니다.

시나리오 3: 2단 크랭크와 1단 크랭크 비교

34/50T 2단 크랭크 구성에서 가장 가벼운 기어는 34/28T로 기어인치 32.0입니다. 40T 단일 체인링에 11-42T 카세트를 쓰는 1단 구성의 가장 가벼운 기어는 40/42T로 기어인치 25.1, 가장 무거운 기어는 40/11T로 95.9입니다. 이 카세트의 가장 큰 단과 작은 단 이빨 수 비율(42÷11)은 약 382%로 위 예시 카세트의 255%보다 훨씬 넓습니다. 범위는 넓어지지만 그만큼 한 단 간격도 성겨지니, 평소 주행에서 변속할 때 케이던스가 얼마나 출렁이는지 직접 확인해야 합니다. 이 비교는 순수 계산 결과이며 실제로 어떤 구성을 장착할 수 있는지는 프레임·변속기 사양에 따라 달라집니다.

기어를 고를 때 보는 법

• 가벼운 기어가 필요한가: 가장 쉬운 기어(작은 체인링, 큰 스프라켓)의 기어인치가 낮을수록 가파른 오르막에 유리합니다. 이 표의 34/28T는 32.0이므로 같은 케이던스에서 50/17T(77.6)의 약 41% 수준입니다.
• 무거운 기어가 필요한가: 내리막이나 평지에서 최고 속도를 낼 때 작은 스프라켓(11T 이하)과 큰 체인링 조합이 필요합니다.
• 변속 간격: 인접한 스프라켓 간 기어비 차이가 작을수록 케이던스를 일정하게 유지하기 쉽습니다. 각 단의 기어비를 위 표처럼 나란히 놓고 보면 어디가 비어 있는지 보입니다.
• 케이던스 목표: 일반적으로 로드 라이딩에서 80~100rpm 범위가 많이 거론되지만 개인과 상황에 따라 다릅니다. 무릎이 아프면 같은 속도에서 케이던스를 높이고 기어를 낮추는 쪽이 부담이 적은 경향이 있습니다.

흔한 실수와 한계

• 바퀴 둘레를 규격 표시 그대로 믿기: 같은 700×25c라도 타이어 제조사, 공기압, 림 폭에 따라 둘레가 달라집니다. 정확한 속도를 원하면 바퀴를 한 바퀴 굴린 실측값을 직접 입력하세요. 아래 선택 목록의 값은 일반적인 대표값입니다.
• 이론 속도 = 실제 속도: 이 계산은 바람, 경사, 노면, 체중, 구동계 손실을 반영하지 않습니다.
• 체인링을 줄이면 무조건 쉬워진다: 체인링을 줄이면 작은 스프라켓에서의 최고 속도는 낮아집니다. 오르막과 평지 속도를 함께 고려해야 합니다.
• 스프라켓 이빨 수만 비교: 앞뒤 이빨 수, 바퀴 크기, 크랭크 길이가 모두 곱해진 결과입니다. 한 요소만 비교하면 판단이 틀어집니다.
• 내장 기어허브·벨트 구동: 내장 기어 구조의 효율은 외장 체인 구동과 달라 속도 이론값 외에 손실 차이가 있습니다.

결과를 활용하는 순서

1. 지금 쓰는 기어 중 가장 쉬운 기어와 가장 무거운 기어를 각각 입력해 기어인치 범위를 적어 둡니다.
2. 부족한 쪽(오르막이 힘든지, 평지 속도가 아쉬운지)을 정하고 바꿀 체인링·스프라켓 후보를 같은 방식으로 계산해 비교합니다.
3. 호환성(체인 길이, 변속기 허용 이빨 수 차이, 프레임 간섭)은 이 계산기로 알 수 없으므로 제조사 사양과 매장에서 확인합니다.
4. 타이어를 바꿀 계획이라면 자전거 타이어 사이즈 변환기로 규격 표기를 확인하고, 실측 둘레를 입력해 다시 계산합니다.

자주 묻는 질문

관련 도구: 자전거 타이어 사이즈 변환기,자전거 안장 높이 계산기,자전거 프레임 사이즈 계산기,속도 변환기