其作用是，將騎行者發出的力傳遞到車輪上，驅動自行車前進騎行者停止踏動時仍然可踩在腳踏板上。這個力的傳遞由腳踏板、連桿、中軸、牙盤、鏈條共同組成。單級飛輪主要由外套、平檔和芯子、千斤、千斤簧、墊圈、絲檔、鋼珠等零件組成。單級飛輪的工作原理是，當向前踩踏板時，鏈條帶動飛輪的外套轉動，其內齒與千斤含合，力通過千斤傳到芯子，芯子帶動車輪轉動，自行車前進。
單級飛輪又稱為單鏈輪片飛輪，主要由外套、平擋和芯子、千斤、千斤簧、墊圈、絲擋幾鋼球等零件組成。
自行車其單級飛輪工作原理：當向前踏動腳踏是，鏈條帶動飛輪向前轉動，這時飛輪內齒和千斤相含，飛輪的轉動力通過千斤傳到芯子，芯子帶動後軸和後輪轉動，自行車就前進了。
當停止踏動腳踏板時，鏈條和外套都不旋轉，但後輪在慣性作用下仍然帶動芯子和千斤向前轉動，這時飛輪內齒產生相對滑動，由此將芯子壓縮到芯子的槽口內，千斤又壓縮了千斤簧。
當千斤齒頂滑到飛輪內齒頂端時，千斤簧被壓縮得最多，再稍微向前滑一點，千斤被千斤簧彈到齒根上，發出“嗒嗒”的聲響。
芯子轉動加快，千斤也很快在各個飛輪內齒上滑動，發出“嗒嗒”的聲音。
當反向踏動腳踏時，外套反向轉動，會加速千斤的滑動，使“嗒嗒”聲響得更急促。
自行車的飛輪是正向驅動自行車前行，反向避免後輪轉動過快反帶齒盤轉動。
一般來説，自行車只有腳蹬才能前進，且由於他的齒數少，所以腳蹬齒盤不用很快，就可以通過飛輪帶動後輪跑的很快。
但是，在下坡或者騎手累了不想蹬，想借助慣性力時，如果沒有飛輪，鏈輪就會反帶齒盤轉動，導致騎手無法休息 甚至還會出現安全事故，所以此時飛輪就和後輪間發生超越離合式打滑，保護騎手安全。
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