自行车是由人力脚踏驱动的、至少有两个车轮的陆地交通车辆，俗称自由车、脚踏车或单车。自行车无噪音、无污染、重量轻、结构简单、造价低廉、使用和维修方便，既能作为代步和运载货物的工具，又能用于体育锻炼，因而为人们所广泛使用。
1818年，德国的德赖斯发明木制、带车把的两轮自行车,靠双脚蹬地行驶；1839年，苏格兰的麦克米伦制成第一辆由曲柄连杆机构驱动后轮的铁制自行车，用脚蹬踏板行驶；1861年，法国的米肖父子发明前轮大、后轮小、在前轮上装有曲柄和能转动的踏板的自行车，并于1867年在巴黎博览会上展出，曾一度掀起自行车热。
1869年，英国的雷诺首先用辐条来拉紧轮辋，用钢管制成车架，并首先在轮辋上装上了实心的橡胶带，使自行车的重量大大减轻；1874年，英国的劳森开始在自行车上采用链条传动结构，但此时自行车仍是前轮大后轮小。
1886年英国的斯塔利在自行车上装上车闸，使用滚子轴承，又将前轮缩小，使前后轮大小相同，并将钢管组成菱形车架；1888年，英国的邓洛普成功地将充气轮胎应用在自行车上，显著地提高了自行车的骑行性能。
1925年世界自行车产量已达200万辆，其中英国占50％，成为当时主要的输出国。其后自行车得到广泛的发展，结构上也有了改进和提高。第二次世界大战后，汽车工业高速发展，自行车生产受到影响。但到70年代，由于出现能源危机，世界上再次出现自行车热，自行车生产又得到飞速发展。至80年代，全世界自行车产量已超过八千万辆，中国、日本、美国和西欧成为世界自行车生产中心。
1884年，中国出版的《申江胜景图》首次记载了中国开始出现骑自行车的情景；1897年，中国开始从英国进口自行车；1937年日本人在中国上海、天津和沈阳三地先后开设自行车厂，但产量极微；1949年中国自行车年产量只有1.5万辆；至80年代，中国共有自行车制造厂60余家,自行车零部件厂千余家，基本上形成了完整的生产体系。
自行车的品种繁多，可以按不同的方法分类，如按用途可分为载重车、普通车、 轻便车，运动车和竞赛车等；按使用对象可分为男车、女车和童车；按车轮直径大小可分为28英寸车、27英寸车、26英寸车等；按车架等主体部件的用材可分为碳钢车、合金钢车、铝合金车等；按车架的结构可分为杆叠车、可拆卸车和整体车等；此外还有双人串列、健身、杂技等特种自行车。
自行车主要由车体部分、传动部分、行动部分和安全装置组成，根据需要可增加一些附件。四个主要部分又可分解为车架、前叉、前叉合件、车把、前轴、中轴、后轴、曲柄链轮、脚蹬、飞轮、车轮(包括轮辋、车胎、辐条)、链条、鞍座、车闸、车灯、车铃、反射器等部件。装有变速机构的运动车和竞赛车还装备变速控制器、前拨链器和后拨链器等。自行车附件有衣架、支架、气筒、保险叉、挡泥板等。
车体部分主要由车架、前叉、车把、鞍座和前叉合件等组成。前后轮中心距上、前叉倾斜角和前叉伸距堤自行车的主要参数。
车架是用普通碳素钢管经钎焊而成的菱形桁架结构，车架具有足够的强度，可以承担骑行者和运载货物的重量，以及来自地面的冲击力；前叉通过有上下两组滚珠轴承的前叉合件与车架相联接，前叉在车架上可以灵活转动；车把通过车把中心的斜楔式螺母，用旋紧把心丝杆的办法固定在前叉的主管内，使之与前叉联接成一刚性的转向机构，以提供良好的操纵性能；鞍座通过一根鞍管与车架刚性联接，以承受人体的全部重量，鞍座的高度可根据骑行者的需要调整。
传动部分由脚蹬、曲柄、链轮、中轴、链条和飞轮组成。骑车人的双脚踩动脚蹬，带动曲柄作回转运动，由链轮经链条传到后轴的飞轮而带动车轮旋转。一般自行车的传动速比是固定的，即行程是一个定值。较高级的和特殊需要的自行车都装有不同形式的变速传动机构，常见的有中轴变速、传动链变速和后轴变速三种。
行动部分由前后车轮，通常由前后轴部件、辐条轮辋和轮胎组成。车轮的重量和轮胎的花纹、规格、质量等都影响骑行的轻快性和舒适性；轮辋和轮胎的重量一般尽量减轻，以使骑行轻快；轻质轮辋用铝合金制造，轮辋通过辐条与前后轴联接。
安全装置主要是指制动器，即车闸，其次还有照明设备和鸣号装置等。车闸是保证骑行者人身安全的重要装置，车闸的种类繁多，基本上分为轮缘闸和轴闸两类。轮缘闸是通过机械杠杆、推杆、拉杆或钢丝绳等，直接将高摩擦系数的闸皮压向轮胎或轮辋，以使车轮制停的机构；轴闸是用各种方式来制停轴壳的机构，这种车闸不受轮缘不正的影响，制动过程柔和平稳。
照明和反射装置是自行车夜间安全行车的重要装置。照明装置利用蓄电池或发电机为骑行者照亮前方道路，有一定的照明亮度要求；反射装置是一种防护装置。受其他机动车辆的前灯照射时，它能反射出光亮，提醒对方注意。
自行车正向着轻(重量轻、骑行轻)、新(多品种、新款色、能拆卸、可折叠)、牢(高强度)、廉的方向发展。自行车的造型和外观要进一步趋向细腻、造型美观、色彩鲜艳和协调。
例如：娱乐、体育锻炼和竞技用的越野性自行车，强度高、轮径小、轮胎断面粗、胎面带有大齿爪、不怕撞、不怕摔、越野性能好，已成为广大青少年喜爱的体育用品；成年人野外旅游用的山地式自行车使用条件更为宽广，因此就要求更为轻便、耐用，还要装有变速装置；高速公路竞赛车则向流线型和更轻重量方向发展。
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