Велосипед состоит из рамы, на которой закреплёна рулевая вилка с рулем и передним колесом, заднего колеса, седла на подседельном штыре, педалей с кривошипами, цепной передачи и тормозов. Также велосипед может быть оборудован одним или двумя амортизаторами, багажником, светотехникой, звуковым сигналом, подставкой.

Основной частью велосипеда является рама, к которой крепятся другие его составляющие — колёса, педали, седло, руль.

 

 

Рама

Рама состоит из труб, или прутьев, которые образуют треугольники — передний и задний. Задний треугольник разъединен и представляет собой заднюю вилку, к ней крепится заднее колесо. Данная форма обеспечивает высокую жёсткость рамы при её небольшом весе.

Передний треугольник образовывает подседельная труба, соединяющая седло и каретку; нижняя труба, соединяющая каретку с рулевой колонкой; и верхняя труба, соединяющая рулевую колонку с подседельной трубой. Задний треугольник образовывают две пары труб, которые идут от подседельной трубы и каретки к втулке заднего колеса.

Существуют рамы женские рамы. У них нет верхней трубы, либо она располагается рядом с нижней. На велосипед с женской рамой удобнее садиться и слезать.

Удобство рамы и ходовые качества велосипеда зависят от мягкости материала. Мягкие рамы лучше поглощают вибрацию и имеют лучший накат на неровных поверхностях. Жёсткие рамы передают энергию от педалей к колёсам с меньшими потерями.

Рамы изготавливают из стали, сплавов алюминия, титана, магния, молибдена, а также из углепластика (карбона).

Хорошие стальные рамы производят из хромомолибденовых сплавов. Рамы, изготовленные из хромомолибденовой стали, лишь немного тяжелее, чем алюминиевые, но зато они более комфортабельны из-за своей относительной мягкости и у них хорошие усталостные характеристики.

Рамы из других марок стали отличаются низкой прочностью и большим весом и используются только в дешёвых велосипедах.

Алюминиевые рамы легче, чем стальные, жесткость у них также выше. Поэтому их  используют при производстве гоночных моделей. Но вот усталостные характеристики алюминия намного хуже.

Титановые рамы тоже достаточно легкие, но титан является слишком мягким материалом, это зачастую является недостатком. Титановые рамы не боятся холода, жары, химических веществ, можно сказать, что они практически вечны.

Магниевые рамы по легкости не уступают титановым. Магний неустойчив к коррозии, поэтому такие рамы следует беречь от царапин. Кроме того, магний наравне с алюминием имеет плохие усталостные характеристики.

Рамы из углепластика или карбона легче всех остальных, но они и самые дороге. Кроме того основным их недостатком является хрупкость. Карбон можно повредить сильным точечным ударом. Кроме того, у карбона очень плохие усталостные характеристики.

В настоящее время при производстве велосипедов чаще всего используют рамы из алюминиевых сплавов. Для дорогих гоночных велосипедов используют либо алюминиевые рамы с карбоновыми задними перьями, либо полностью карбоновые.

Цепная передача

Крутящий момент с педалей на заднее колесо передаётся с помощью цепной передачи. Её составляющими являются ведущие звезды, ведомые звезды, цепь и дополнительные механизмы. Совокупность ведущих звёзд называется системой, совокупность ведомых звёзд — кассетой.

В простейшем случае велосипед имеет только по одной ведущей и ведомой звезде. Максимальной мощности можно достигнуть при достаточно узком диапазоне усилий, поэтому многие велосипеды оборудованы механизмами переключения скоростей.

Переключатель скоростей был изобретен итальянским велосипедистом Туллио Кампаньоло в 1950 г. Звезды (как сзади, так и спереди) соединены в блоки, и переключение осуществляется за счет бокового смещения цепи направлением её на нужную звезду. Для обеспечения равномерного натяжения цепи при разных передаточных отношениях, задний переключатель оборудован специальным устройством натяжения. Велосипед может иметь от 3 до 10 ведомых звёздочек и 1—3 передних, это позволяет обеспечивать до 30 передач. Эффективность передач не одинакова: при большом перекосе цепи усиливается трение и износ цепи, поэтому такими передачами активно пользоваться не рекомендуется.

Переключатели управляются с помощью натяжения тросиков, которое регулируется  специальными ручками переключения. У велосипедов до начала 90-х годов натяжение тросиков регулировалось плавно, поэтому велосипедисту приходилось самому определять положения, соответствующие переключению на очередную передачу. Затем стали распространенными системы индексного переключения, в которых механизм дискретно управляет перемещением тросика и переключателя. Само переключение происходит за счет нажатия кнопок или дискретным перемещением рычагов.

Кроме того существует планетарный механизм переключения передач. Данный механизм целиком находится в задней втулке и обладает относительно низким механическим КПД. Он меньше подвержен воздействию внешней среды и удобнее в обращении, поэтому его активно применяют для городских и туристических велосипедов. В городских велосипедах из планетарных механизмов используют комбинированные трехступенчатые, обеспечивающие переключение трёх передач и тормоз; «трёхскоростные» втулки являются самыми лёгкими и отлаженными. Модели туристических велосипедов позволяют получить 7-9 передач, вмонтированная тормозная система может быть разной (втулка, барабан или диск).

Тормоза

Многие велосипеды обладают ручными тормозами, которые являются наиболее безопасными и удобными. Различают ободные, дисковые и роллерные тормоза.

 

Дисковые тормоза меньше загрязняются при езде, поскольку они расположены ближе к центру колеса. Ободные же в свою очередь располагаются с краю колёс, и при их загрязнении сильно снижается эффективность торможения. 
Качественные дисковые тормоза позволяют регулировать тормозные усилия. 
Различают механические и гидравлические дисковые то тормоза. Гидравлические обеспечивают большее тормозное усилие. В гидравлических тормозах применяется минеральное масло или тормозная жидкость.

V-brake имеют преимущества перед дисковыми тормозами:

Тормозное усилие прикладывается к ободу, что позволяет уменьшить нагрузку на спицы и втулку. 

При длительном торможении v-brake меньше нагреваются, из-за большей площади.

V-brake очень неприхотливы, им практически не требуется настройка. 

При использовании ручных тормозов нужно нажимать оба рычага одновременно и плавно, без рывков. При одинаковом тормозном усилии передний тормоз более эффективен, чем задний. Но на нём невозможно достичь полной блокировки колеса — это может привести  к падению. Поэтому начинающим велосипедистам нажимать рычаг переднего тормоза раньше заднего опасно. Для экстренного торможения следует переместить тело назад по ходу движения   насколько это возможно, либо воспользоваться блокировкой заднего колеса с поворотом велосипеда перпендикулярно направлению движения и завалом на бок.

Ножной тормоз применяется в некоторых городских велосипедах. Для торможения следует вращать педали в обратную сторону. Ножной тормоз практически не требует техобслуживания, так как тормозной механизм спрятан в оси заднего колеса, кроме того на него не воздействуют погодные условия. Так же  ножной тормоз не подвергается перегреву обода. Но ножной тормоз тяжёл, для него требуется остановка вращения педалей и не обеспечивает безопасности при разрыве или сходе цепи и при соскальзывании ног с педалей. Кроме того, ножной тормоз не совместим со стандартным механизмом переключения скоростей.

Иногда велосипед оборудуется как ножным тормозом, так и ручным.

Седло

Очень важной частью велосипеда является седло, ведь различные проблемы с комфортом связаны с неудобным седлом. Широкие и мягкие сёдла зачастую бывают неудобными, так как мешают работе ягодичных мышц. Но кроме формы седла на эффективность езды влияет положение и посадка в седле. Все это зависит от высоты седла, от его наклона и продольного положения.
Различают мужские и женские седла.

 

 

Другие составляющие

Руль предназначен для управления велосипедом. Он крепится к вилке переднего колеса. Существуют различные формы руля, она зависит от назначения велосипеда.

Педали служат для передачи мускульного усилия на колеса. Кроме того существуют приспособления, которые фиксируют ноги на педали, позволяя тем самым не только толкать, но и тянуть педаль. До недавнего времени это выполнялось за счет туклипсов — это специальные скобы и ремешки, которые «привязывают» ногу к педали.

Современные велосипеды оборудуются «контактными» педалями, которые работают как автоматический замок. Контактные педали требуют специальной велообуви.

Звуковой сигнал (звонок или гудок) привлекает внимание в различных ситуациях. Это важно, ведь велосипед перемещается практически бесшумно, и прохожие могут слишком поздно его заметить. В некоторых странах наличие звукового сигнала является обязательным при перемещении по дорогам.

Световозвращатели («катафоты») или фонари также являются обязательными во многих странах при движении в ночное время. Обычно применяется белый фонарь спереди, красный — сзади; красные, жёлтые или оранжевые — на колёсах и педалях.

Велокомпьютер предназначен для определения скорости и расстояния.

Зеркало заднего вида предназначен для увеличения безопасности при езде по дорогам общего пользования.

Велосипедный шлем  некоторой степени защищает голову от ударов.