輪軸
拼音lún zhóu
注音ㄌㄨㄣˊ ㄓㄡˊ
利用杠杆原理制成的省力机械。由相互固定的轮子和同心轴组成。在轮的边缘施力使其转动,轴也随之转动。由于轮子的半径大于轴的半径,转动轮子的力量可以在轴上产生更大的力量,借以卷缩轴上的绳子而升高重物,省力的倍数和轮与轴的半径比有关。轮和轴的半径比愈大就愈省力,上升的高度则相对减少。辘轳、绞盘都是轮轴类机械。
轮轴是六种简单机械之一,是文艺复兴时期的科学家绘制希腊时期的科学文献时所识别出来的。轮轴可视为是轮和轴的组合,二者一起旋转,力可以从轮传递到轴,也可以从轴传递到轮。一般会用轴承固定轴的位置,而又使轴可以旋转。
亚历山卓的希罗将轮轴列为五个可以提升重物的简单机械之一。一般认为他所指的是起重辘轳,可以回转把手,以省力的方式用绳子将重物提高,例如将井里的水桶提到井口。
轮轴可视为另一种特别的杠杆,其施力是和轮轴的切线平行,轮轴的中心为其支点。轮轴的机械利益(英语:mechanical advantage)是其施力位置距轮轴中心的距离比值,也是轮的半径和轴的半径的比值。
轮轴有二种用途,一种是在轮上施力,是省力的机械,但较费时(例如门把和鱼竿的卷线器),另一种是在轴上施力,是省时的机械,但较费力(例如脚踏车的后轮或汽车的传动轴)。
轮轴和滑轮都属于简单机械,而且两者都是由绕著中心轴旋转的圆轮组成。轮轴中强调的是轮和轴之间施力的关系,也常会将数个大小不同的轮放在同一轴上,绕同一轴旋转;滑轮中的圆轮边缘有凹槽,上面会缠绕绳索,再拉到其他的滑轮,主要是透过绳索在各滑轮中传递力及动能。
简单机械