Polkupyörän voimansiirto
Polkupyörän voimansiirto on kehittynyt potkupyörän maahan jaloin ulottuvasta potkimisesta moottoripolkupyörän ja moottoroidun polkupyörän apumoottoreihin. Moottoripolkupyörä on kehittynyt moottoripyörän kaltaiseksi siten, ettei niissä ole polkimia enää lainkaan, ja käynnistys voi tapahtua käynnistysmoottorilla.
Ensimmäinen varsinainen polkupyörän voimansiirto oli etupyörän akseliin asennetut kiinteät polkimet, ratkaisua käytettiin velosipedissä. Koska kiinteä voimansiirto pakotti pitämään jalat koko ajan liikkeessä, ja koska hidastaminen oli hankalaa, kehitettiin turvapolkupyörä, jolla polkupyörien käyttäjiksi saatiin myös naisia.
Kiinteäakselista voimansiirtoa käytetään aivan pienten lasten käyttämissä kolmipyöräisissä polkupyörissä edelleen, sekä leikkikaluiksi tarkoitetuissa muovisissa polkutraktoreissa.
Turvapolkupyörässä, joka muistuttaa nykyistä vakiopolkupyörää, olivat polkimet etu- ja takapyörän välissä. Suuri eturatas välitti vedon ketjuja myöten takarattaalle. Lopulta ei ollut edes välttämätöntä polkea koko ajan, esimerkiksi alamäissä.
Seuraavassa vaiheessa pyrittiin kehittämään polkupyörään erilaisia vaihteita, mikä toteutettiin siten, että takapyörän akseliin kiinnitettiin yhtä useampi ratas. Rattaan automaattinen vaihtaminen liikkeessä mahdollisti kilpapolkupyörille suuren nopeuden. Kilpapolkupyöristä tekniikka levisi retkipolkupyöriin ja maastopolkupyöriin sekä hybridipolkupyöriin. Ratasvaihteen heikkona puolena on sen likaantuvuus.
Napavaihteessa välitystä ohjataan vaihtamalla vaihde polkupyörän takarenkaan kapan sisällä, jossa mekanismi on suojassa maantien epäpuhtauksilta, jolloin tavallisen käyttäjän huoltovelvollisuudet vähenevät, mutta vaikeutuvat. Napavaihteen huonona puolena on vaihdekoneiston aiheuttama ylimääräinen vastus joka tekee liikkumisesta raskaampaa.
Napavaihteen etuja ovat muun muassa, että ne ovat vankkatekoisia ja että itse vaihdemekanismi on hyvin suojattu, joten ne sietävät melko hyvin niitä laiminlyöntejä, joiden kohteeksi useimmat vakiopyörät joutuvat. Hieman öljyä tai vielä mieluummin vaseliinia vaihdeketjuun ja vähän voitelua silloin tällöin on kaikki mitä ne tarvisevat.
Mutkikkaampi rakennelma on kolmivaihteinen vaihdenapa, johon kuuluu lisäksi vapaaratas ja jarru.
Internal-Gear Hubs -sivulla kerrotaan napavaihteiden alennus- ja ylennysominaisuuksista. Sheldon Bronwniin viitataan kunnon asiaviitteenä.
Nykyisin Shimano Nexus -nimellä myytävä 3-vaihteinen takanapa.
Shimano Nexux 7 vaihteisen napavaihteen 4. vaihde on käytännössä suora. Vaihdetta käytetään referenssivaihteena vaihteiston säädössä.
Voimansiirron kehittymisen lisäksi polkupyöriin asennettiin apumoottoreita, jolloin muodostui moottoripolkupyörä. Äärimmillään kehitys johti siihen, että moottoripolkupyörässä ei ollut enää polkimia lainkaan, vaan ainoastaan moottori ja jalkatapit, jolloin polkupyörästä kehittyi moottoripyörä, nykyiset mopot ovat myös polkimettomia. Polttomoottorilla varustetuissa polkupyörissä nopeutta säädeltiin moottorin kierrosluvun avulla ja myöhemmin kierrosluvun lisäksi moottorin yhteyteen rakennetulla vaihteistolla.
Nykyään on olemassa sähköisellä apumoottorilla varustettuja moottoroituja polkupyöriä. Ne tukevat ajamista sähkömoottorin kierroslukua vaihtelemalla.Suomen laki sallii moottoriavusteiset polkupyörät joiden moottorin maksimiteho saa olla enintään 1000 wattia ja huippunopeus 25km/h. Muutoin pyörä on rekisteröitävä moottoripyöräksi tai mopoksi.