一种自行车直轴驱动装置，包含：动能转换机构、传动轴、后齿轮箱及后轮连动机构，该动能转换机构的传动轴的前端固接于前齿轮箱后侧箱壁穿伸出的轮轴后缘，并于其后端固设第三伞齿轮，该后齿轮箱正对传动轴后端与后轮连动机构的外侧而设，且第三斜齿轮穿伸容入其内部，该后轮花毂靠后齿轮箱侧固设一第四斜齿轮，该第四斜齿轮容入后齿轮箱内，并与第三斜齿轮相啮合，该两后叉座穿套于后轮花毂的外缘，而该心轴穿经后轮花毂及第四斜齿轮，借此组成可将人体双腿交互踩踏两踏板所产生的动能，经动能转换机构传送至传动轴，带动后轮连动机构的后轮花毂循心轴旋转，进而驱动自行车前行，而可舍弃链条，且骑乘时颇为轻便、省力的自行车直轴驱动装置。