1818年，德國的B.K.von德賴斯發明木制、帶車把、雙腳蹬地行駛的雙輪自行車。1839年，蘇格蘭的K.麥克米倫制成由曲柄連桿機構驅動後輪的、用腳蹬踏板行駛的鐵制自行車。1861年，法國的米肖父子發明前輪大、後輪小、在前輪上裝有曲柄和能轉動踏板的自行車，並於1867年在巴黎博覽會上展出，曾壹度掀起自行車熱。
自行車的結構1869年，英國的W.F.雷諾采用輻條拉緊輪輞，用鋼管制成車架，並在輪輞上安裝實心的橡膠帶，使自行車重量減輕。1874年，英國的H.J.勞森在自行車上采用鏈條傳動機構。1886年，英國的J.斯塔利在自行車上安裝車閘，使用滾子軸承，將鋼管組成菱形車架並使前後輪大小相同。1888年，英國的J.B.鄧洛普成功地將充氣輪胎應用在自行車上，顯著地提高了自行車的騎行性能。此後，自行車的結構不斷改進，性能逐步提高，使用越來越廣泛。
自行車-發明
自行車
自行車關於自行車的發明說法較多。
①中國是世界上發明自行車最早的國家。自行車的始祖是中國公元前五百多年的獨輪車。清康熙年間（1662～1722年），黃履莊曾發明過自行車。《清朝野史大觀》卷十壹載：“黃履莊所制雙輪小車壹輛，長三尺余，可坐壹人，不須推挽，能自行。行時，以手挽軸旁曲拐，則復行如初，隨住隨挽日足行八十裏。”這就是世界上最早的自行車。
②自行車為西歐人所發明。公元1790年，法國人西夫拉克研制成木制自行車，無車把、腳蹬、鏈條。車的外形像壹匹木馬的腳下釘著兩個車輪，兩個輪子固定在壹條線上。由於這輛自行車沒有驅動裝置和轉向裝置，座墊低，西夫拉克自己騎在車上，兩腳著地，向後用力蹬，使車子沿直線前進。1817年，德國的馮?德萊斯男爵發明了壹種能自由活動的車把，使他的自行車轉變比較方便。1818年，德萊斯在英國申請了專利。1839年，英國壹位工人K?麥克米倫首創了用曲軸機構驅動後輪的腳踏自行車，可使人在騎自行車時雙足離開地面。1861年的壹天，巴黎的馬車和嬰兒車制造商米肖父子修理德萊斯式自行車，修好後在坡道上試車時，感到這種車放腳很困難，於是對它進行了改進，在車的前輪上安上腳蹬曲軸，從而發明了米肖型自行車，不久這種自行車便開始大量生產。大概在1870年前後，法國的馬執又制造了壹種前面驅動輪大，後面從動輪小的自行車，這種車的運行效果較好。1890年後，英國的亨伯公司生產出壹種用鏈條傳動的、車為菱型的自行車，這種形式的自行車壹直沿用至今。
③自行車為俄國人發明。1801年9月的壹天，俄國農奴阿爾塔莫諾夫騎著自己制造的木制自行車，行駛2500公裏，趕到莫斯科向沙皇來歷山大壹世獻禮。阿爾塔莫諾夫制造的自行車與法國人西夫拉克制造的車較相似。亞歷山大壹世見到阿爾塔莫諾夫制造的自行車，當即下令取消了他的奴隸身份。
自行車-發展歷史 自行車發展
1790年，有個法國人名叫西夫拉克，他特別愛動腦筋。有壹天，他行走在巴黎的壹條街道上，因為前壹天下過雨，路上積了許多雨水，很不好走。突然，壹輛四輪馬車從身後滾滾而來，那條街比較狹窄，馬車又很寬，西夫拉克躲來躲去幸而沒有被車撞倒，還是被濺了壹身泥巴和雨水。別人看見了，替他難過，還氣得直罵，想喊那輛馬車停下，講理交涉。西夫拉克卻喃喃地說：“別喊了，別喊了，讓他們去吧。”馬車走遠了，他還呆呆地站在路邊。他在想：路這麽窄，行人又那麽多，為什麽不可以把馬車的構造改壹改呢應當把馬車順著切掉壹半，四個車輪變成前後兩個車輪……他這樣壹想，回家就動手進行設計。經過反復試驗，於1791年第壹架代步的“木馬輪”小車造出來了。這輛小車有前後兩個木質的車輪子，中間連著橫梁，上面安了壹個板凳，像壹個玩具俱似的。由於車子還沒有傳動鏈條，靠騎車人雙腳用力蹬地，小車才能慢慢地前進，而且車子上也無轉向裝置，只能直行，不會拐彎，出門騎壹會兒就累得滿身大汗。剛剛出現的新東西總是不那麽完善的。西夫拉克並不灰心，他繼續想辦法加以改進。可惜，不久他因病去世了。
1818年，在德國有個看林人名叫德萊斯，他每天從村東的這壹片樹林，走到村西的另壹片樹林，年年如此。他想：如果人坐在車子上，走走停停，隨心所欲，不是很瀟灑嗎？德萊斯開始制作木輪車，樣子跟西夫拉克的差不多。不過，在前輪上加了壹個控制方向的車把子，可以改變前進的方向。但是騎車對依然要用兩只腳，壹下壹下地蹬踩地面，才能推動車子向前滾動。當德萊斯騎車出門試驗的時候，壹路上遭到不少人的嘲笑。盡管如此，他還是十分喜歡自己創作的這架“可愛的小馬崽”。
1840年，英格蘭的鐵匠麥克米倫，弄到了壹輛破舊的“可愛的小馬崽”。他在後輪的車軸上裝上曲柄，再用連桿把曲柄和前面的腳蹬連接起來，並且前後輪都用鐵制的，前輪大，後輪小。當騎車人踩動腳蹬，車子就會自行運動起未，向前跑去。這樣壹來，就使騎車人的雙腳真正離開地面，以雙腳的交替踩動變為輪子的滾動，大大地提高了行車速度。1842年，麥克米倫騎上這種車，壹天跑了20公裏，由於不小心，踩車的速度過快，撞倒了路上的壹個小女孩，因此而被警察抓住，並處以罰款。其罪名是野蠻騎車。
1861年，法國的米肖父子，原本職業是馬車修理匠，他們在前輪上安裝了能轉動的腳蹬板；車子的鞍座架在前輪上面，這樣除非騎車的技術特別高超，否則就抓不穩車把，會從車子上掉下來。他們把這輛兩輪車冠以“自行車”的雅名，並於1867年在巴黎博覽會上展出，讓觀眾大開眼界。
1869年，英國的雷諾看了法國的自行車之後，覺得車子太笨重了，開始琢磨如何把自行車做得輕巧壹些。他采用鋼絲輻條來拉緊車圈作為車輪；同時，利用細鋼棒來制成車架，車子的前輪較大，後輪較小。從而使自行車自身的重量減小壹些。從西夫拉克開始，壹直到雷諾，他們制作的5種型式的自行車都與現代自行車的差別較大。
真正具有現代形式的自行車是在1874年誕生的。英國人羅松在這壹年裏，別出心裁地在自行車上裝上了鏈條和鏈輪，用後輪的轉動來推動車子前進。但仍然是前輪大，後輪小，看起來不夠協調，不穩定。
1886年，英國的斯塔利，是壹位機械工程師，從機械學，運動學的角度設計出了新的自行車樣式，為自行車裝上了前叉和車閘，前後輪的大小相同，以保持平衡，並用鋼管制成了菱形車架，還首次使用了橡膠的車輪。斯塔利不僅改進了自行車的結構，還改制了許多生產自行車部件用的機床，為自行車的大量生產利推廣應用開辟了寬闊的前景，因此他被後人稱為“自行車之父”。斯塔利所設計的自行車車型與今天自行車的樣子基本壹致了。
1888年，愛爾蘭的獸醫鄧洛普，從醫治牛胃氣膨脹中得到啟示，他把家中花園裏用來澆水的橡膠管粘成圓形，打足了氣，裝在自行車輪子上，前往參加騎自行車比賽，居然名列前茅，引起了人們極大的興趣。充氣輪胎是自行車發展史上壹個劃時代的創舉，它增加了自行車的彈性，不會因路面不平而震動；同時大大地提高了行車速度，減少了車輪與路面的摩擦力。這樣，就根本上改變了自行車的騎行性能，完善了自行車的使用功能。由此可知，從18世紀末葉起，壹直到20世紀初期，自行車的發明和改進，經歷了大約200年的時光，有許多人為之奮鬥不息，才演變成現在這種騎行自如的樣式。
自行車-部分組成 自行車組成
①車體部分：包括車架、前叉、車把、鞍座和前叉合件等，是自行車的主體。
②傳動部分：包括腳蹬、曲柄、鏈輪、鏈條、中軸和飛輪等，由人力踩動腳蹬，通過以上傳動件帶動車輪旋轉，驅車前行。
③行動部分：即前後車輪、包括前後軸部件、輻條、輪輞（車圈）、輪胎等。
④安全裝置：包括制動器（車閘）、車燈、車鈴、反射裝置等。
根據需要，還可增加壹些附件，如支架、衣架、保險叉、擋泥板、氣筒等。另外，裝有變速機構的運動車、競賽車、山地車等還裝有變速控制器和前後撥鏈器等。
部件詳細解說
1、車架部件是構成自行車的基本結構體，也是自行車的骨架和主體，其他部件也都是直接或間接安裝在車架上的。
車架部件的結構形式有很多，但總體可以分為兩大類：即男式車架和女式車架。
車架壹般采用普通碳素銅管經過焊接、組合而成。為了減輕管重量，提高強度，較高檔的自行車采用低合金鋼管制造。為了減少快速行駛的阻力，有的自行車還采用流線型的鋼管。
由於自行車是依靠人體自身的驅動力和騎車技能而行駛的，車架便成為承受自行車在行駛中所產生的沖擊載荷以及能否舒適、安全地運載人體的重要結構體，車架部件制造精度的優劣，將直接影響乘騎的安全、平穩、和輕快。壹般輻條是等徑的，為了減輕重力，也有制成兩端大、中間小的變徑輻條，還有為了減少空氣阻力將輻條制成扁流線型
2、外胎：分軟邊胎和硬邊胎兩種。軟邊胎斷面較寬，能全部裹住內胎，著地面積比較大，能適宜多種道路行駛。硬邊胎自重輕，著地面積小適宜在平坦的道路上行駛，具有阻力小，行駛輕快等優點。 外胎上的花紋是為了增加與地面的摩擦力。山地自行車的外胎寬度特別寬，花紋較深也是適應越野山地用。
3、腳蹬部件：腳蹬部件裝配在中軸部件的左右曲柄上，是壹個將平動力轉化為轉動力的裝置，自行車騎行時，腳踏力首先傳遞給腳蹬部件，，然後由腳蹬軸轉動曲柄，中軸，鏈條飛輪，使後輪轉動，從而使自行車前進。因此腳蹬部件的結構和規格是否合適，將直接影響騎車人的放腳位置是否合適，自行車的驅動能否順利進行。
腳踏：可分為整體式腳踏和組合式腳踏。無論什麽款式的腳踏都必須有腳踏面，必須安全可靠，具有壹定的防滑性能，可以選用橡膠、塑料或金屬材料制造。腳踏必須轉動靈活。
4、前叉部件：前叉部件在自行車結構中處於前方部位，它的上端與車把部件相連，車架部件與前管配合，下端與前軸部件配合，組成自行車的導向系統。
轉動車把和前叉，可以使前輪改變方向，起到了自行車的導向作用。此外，還可以起到控制自行車行駛的作用。
前叉部件的受力情況屬懸臂梁性質，故前叉部件必須具有足夠的強度等性質。
5、鏈條：鏈條又稱車鏈、滾子鏈，安裝在連輪和飛輪上。其作用是將腳踏力由曲柄、鏈輪傳遞到飛輪和後輪上，帶動自行車前進。
鏈輪：用高強度鋼材制成，保證其達到需要的拉力。
6、飛輪：飛輪以內螺紋旋擰固定在後軸的右端，與鏈輪保持同壹平面，並通過鏈條與鏈輪相連接，構成自行車的驅動系統。從結構上可分為單級飛輪和多級飛輪兩大類。 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。
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，再稍微向前滑壹點，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。多級飛輪是自行車變速裝置中的壹個重要部件。
級飛輪是在單級飛輪的基礎上，增加幾片飛輪片，與中軸上的鏈輪結合，組成各種不同的傳遞比，從而改變了自行車的速度。
自行車-材料
鉻鉬鋼車架：90年代以前，自行車車架以鉻鉬鋼制的為主流。它的扭曲性能及拉伸性能好，焊接時高溫也不會影響素材，價格便宜。但重量重，容易被氧化。近年來出現克服了它的欠點，發揮優點的新素材，鉻鉬鋼車架再次受到註目。
碳纖車架：輕,而且能吸收地面的沖擊、素材的反撥力快等，是理想的自行車車架素材。碳纖維的等級，噸數越高彈性也越高，價格也貴。制造方法有幾種，例如在模具上沾上粘合劑，重疊碳纖維，熱處理、凝固、成型等。
鈦車架：鈦的比重比鋼輕55%，不容易氧化。為了提高拉伸強度，有混合鋁、釩等的鈦合金。焊接要在真空中進行等加工復雜，車架價格貴。
鋁制車架：鋁合金制的車架輕而剛性強。經過特殊加工1個車架的重量只有1公斤重。鋁管道趨向大口徑化，為了緩和過於強的剛性，目前座管及車叉采用吸收沖擊力強的碳纖等的受人註目。
自行車-分類
根據用途可分為載重車（旅行車）、普通車、輕便車、運動車、競賽車（室外、室內）、山地車、特種車（如健身車、雜技車）等。
根據使用對象可以分為男車、女車和童車等。
根據車輪直徑大小可以分為71厘米車、66厘米車、61厘米車等。
根據車架等主體部件的用材可以分為碳鋼車、合金鋼車、鋁合金車等。
根據車架的結構可以分為桿疊車、可拆卸車和整體車等。
自行車-設計方法
世界上第壹批真正實用型的自行車出現於19世紀初。1817年，德國人德萊斯在法國巴黎發明了帶車把的木制兩輪自行車。自行車問世後迅速成為當時歐洲人青睞的交通工具。19世紀壹些歐洲人也構思出了壹些理想的自行車圖。
自行車發明的早期階段，人們認為越大的輪子行駛的速度越快，兩名男子騎著壹輛車輪幾乎為壹人高的自行車。
在自行車的發明階段，有些人並沒有把自行車的兩個輪子設計成前後放置，而是把兩個輪子做成了左右放置，這種自行車的外形有些類似輪椅。
這是歐洲人早期設計的壹種三輪自行車。三輪自行車的平衡能力更好，人們更容易學會騎乘三輪自行車。隨著日後自行車技術的改進，三輪自行車逐漸發展成壹種運貨的交通工具。
這也是壹款三輪自行車，不過設計人員將兩個動力輪放在了車前部，壹個輔助輪放在了車後部。人們在騎這種自行車時前方還可以做壹名乘客。這種自行車與現代在後面可以帶人的自行車設計理念正好相反。
自行車-原理
自行車的車架、輪胎、腳踏、剎車、鏈條等25個部件中，其基本部件缺壹不可。其中，車架是自行車的骨架，它所承受的人和貨物的重量最大。按照各部件的工作特點，大致可將其分為導向系統、驅動系統、制動系統：
1、導向系統：由車把、前叉、前軸、前輪等部件組成。乘騎者可以通過操縱車把來改變行駛方向並保持車身平衡。
2、驅動（傳動或行走）系統：由腳蹬、中軸、鏈輪、曲柄、鏈條、飛輪、後軸、後輪等部件組成。人的腳的蹬力是靠腳蹬通過曲柄，鏈輪、鏈條、飛輪、後軸等部件傳動的，從而使自行車不斷前進。
3、制動系統：它由車閘部件組成、乘騎者可以隨時操縱車閘，使行駛的自行車減速、停使、確保行車安全。
此外，為了安全和美觀，以及從實用出發，還裝配了車燈，支架等部件。
自行車-性能
自行車性能的優劣可從騎行、安全和耐用3個方面來衡量。
騎行性能 騎行性能與自行車的結構尺寸有關，騎行者的體材與車輛相互匹配才會騎行輕快、舒適和操縱自如。，人體與車輛在A、B、C3點接觸,3個點組成壹個三角形，它的邊長和角度是自行車的重要參數。AB和AC的長度關系到騎行者能否最有效地發揮體力。BC 的長度和位置依車型和騎行者習慣而定，它決定騎行者的姿勢和舒適性。
前後輪中心距L、前叉傾斜角θ和前叉伸距T也是自行車的主要參數，根據車型選定。壹般來說，L、T值大而θ值小時，車輛穩定性好，直線行駛的自復力強，但靈活性差；反之，L、T值小而θ值大時，車輛靈活性強而穩定性差些。L值是根據騎車人的體材來選擇,壹般在900～1200mm;θ值在65°～75°;T值決定於θ值。前叉翹度H通常控制在前叉轉向軸線和前輪中心垂線交點J的位置，J點離地面的高度壹般為車輪半徑R的15％～60％。另外，制造精度以及車輪重量（含輪胎）也影響騎行性能。
安全性能 自行車騎行者的人身安全是個重要問題，各國制定有相應的標準。中國頒布的安全標準包括結構件的強度、閘車制動性能和安全裝置3個方面,前者包括車架和前叉組合件的強度、車把與前叉的裝配牢固度、前後車輪的強度等。
①車架和前叉組合件的沖擊強度：有兩個測定方法。壹是落重沖擊試驗,將組合件垂直豎起，在前叉上方180mm處置壹個22.5kg的重錘,在重錘的壹次沖擊下,組合件的永久變形不能超過40mm，並無肉眼能見的裂紋；二是跌落沖擊試驗，在組件的鞍座處放置70kg的重物，使其重心移至後軸垂直位置上，自由向前跌落，經過兩次重復測試，不得有肉眼能見裂紋。另外，車架和前叉還需進行側向荷重強度試驗，其負荷重量按車型而有所不同。
②車把與前叉的裝配牢固度：測定方法是車把裝入前叉後，在車把橫管（通常用試棒代替）上施加25N·m的力矩，車把不得轉動。
③前、後車輪的強度：測定方法是將穿好輻條並經過校正的車輪夾緊平放，在其側向施加178N的力,1分鐘後，永久變形不得大於1.5mm。
④閘車制動性能：測試方法根據車輛的傳動速比分為兩種。壹種是對行程5m或5m以上的自行車，規定試驗車速為24km/h；另壹種是對行程5m以下的車，車速為16km/h。制動性能有幹態和模擬雨天的濕態兩種。在規定的試驗車速下，同時使用前、後閘，幹態的制動距離不得大於5.5m，濕態的制動距離不得大於15m。
⑤安全裝置：自行車要裝有車鈴或車燈，還要有反射器（俗稱回光）。反射器是借機動車頭燈或其他外來光源照射,反射出足夠強度的光線,提醒對方註意，從而保護自身。反射器有前方、側向和後方反射器 3種。前方的為白色，後方的為紅色，前輪側向的為白色或琥珀色，後輪側向的為白色或紅色，腳蹬為白色或琥珀色。
耐用性能 可分為內在和外表兩個方面。內在的耐用性能要求保證壹定的結構強度，要求對壹些易磨損零件如前、中、後軸的擋碗、飛輪的齒片、鏈條心子和滾子以及腳閘的零件等，進行熱處理滲碳淬火，以提高表面硬度。外表的耐用性能是通過電鍍和塗裝(油漆)防止腐蝕和增加外表美觀。電鍍是在車把、輪輞等原有金屬表面上鍍上銅、鎳、鉻或鎳、鎳、鉻3層金屬鍍層,也可視資源情況和防銹性能要求選擇其他鍍層。對壹些次要的小零件，則采用光亮鍍鋅工藝。塗裝是采用高壓靜電的方法，對車架、前叉表面進行噴塗。油漆表面要豐滿、絢麗，並具有壹定的防銹性能和漆膜結合力。
發展趨勢 由於各國生活水平的差異，使用自行車的目的各不相同，有些國家的騎行者以旅遊、鍛煉身體以及少年兒童體育運動為主要目的，壹般使用多速車、越野車和山地車；有些國家的自行車主要作為交通工具，多使用輕便車和多速車。總的來說，自行車是朝著美、輕、牢、新、廉方向發展。美是造型美觀、色彩鮮艷、華麗而不俗；輕是自重輕、騎行輕；牢是強度高；新是款式新、品種多；廉是成本低、競爭力強。中國老年人愛好自行車運動的有好幾十萬人，他們在各地成立了自行車騎遊組織，需要壹批適合老年人騎行旅遊、鍛煉身體的自行車，現在雙人自行車，半躺式的自行車已經開發出來了。
自行車-維護工作 自行車的潤滑
自行車是量大面廣的人力機械，潤滑結構型式有滑動摩擦和滾動摩擦，有點摩擦和線摩擦，有流體潤滑和邊界潤滑，有油潤滑和脂潤滑。
自行車的關鍵運動摩擦部位是中軸和前、後軸，都是使用滾珠軸承，用2號鈣基潤滑脂潤滑。每次檢修時都要將滾珠和珠槽及擋蓋清洗幹凈，向珠槽內塗勻2號鈣基潤滑脂，沿軸周圍擺滿表面光滑完整滾圓並顆粒均勻，大小壹致的專用滾珠（珠子），而後上好擋蓋，切勿使塵土雜質混入。而後每壹季度或半年向加油孔（有油孔的）或軸端滴2-5滴自行車潤滑油，或40℃，粘度7-15mm2/s的低粘度潤滑油。但在加油之前壹定要清除加油孔或軸端附近的塵埃汙物，以免造成磨損。壹般用潤滑脂潤滑時不能混用潤滑油，油與脂在壹般情況下不能混合。但在自行車上是特殊情況，為簡化設備而無脂嘴，只有補加潤滑油，以改善潤滑。
其次鏈條和齒輪盤的潤滑，這裏是滑動摩擦和滾動摩擦的混合摩擦，且大部分處於邊界潤滑狀態，因而摩擦條件較苛刻，壹定要用粘附性和潤滑性較好的潤滑油潤滑，尤其大多數都是開放式，在塵埃較多的情況下工作的，對鏈條和齒輪盤的磨損嚴重，因而要根據情況隨時（季度或半年）清洗幹凈，換用新油，最用用粘度較大的潤滑油（40℃粘度10-20mm2/s），但壹般也用和向三軸加的同樣潤滑油，這樣較為方便。