本发明涉及链传动技术领域，具体涉及一种轻型载荷链传动用变速链轮结构及其优化方法，包括至少一组变速链轮组，包括主动链轮与被动链轮，所述主动链轮上设置有上链避让系统以及退链避让系统。本发明中的变速链轮结构能有效保证在不中断链条负载与传动的状态下实现迅速、平滑的不同速比之间的切换，例如当需要更大扭矩时随时切换至小速比，需要更高速度时随时切换至大速比；本发明结构兼容性大，支持市面主流的自行车、动感单车及需要进行快速速比切换的运动器材；减少部件之间的磨损与刮擦，静音性能好，使用寿命长。另外，本发明中还提供了上述变速链轮结构的优化方法，可以对链轮结构实现更优化的结构设计，并且设计方法新颖，实用性更强。