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輪軸是六種簡單機械之一，是文藝復興時期的科學家繪製希臘時期的科學文獻時所識別出來的。輪軸可視為是輪和軸的組合，二者一起旋轉，力可以從輪傳遞到軸，也可以從軸傳遞到輪。一般會用軸承固定軸的位置，而又使軸可以旋轉。

亞歷山大的希羅將輪軸列為五個可以提升重物的簡單機械之一。一般認為他所指的是起重轆轤，可以迴轉把手，以省力的方式用繩子將重物提高，例如將井裡的水桶提到井口。

輪軸可視為另一種特別的槓桿，其施力是和輪軸的切線平行，輪軸的中心為其支點。輪軸的機械利益是其施力位置距輪軸中心的距離比值，也是輪的半徑和軸的半徑的比值。

輪軸有二種用途，一種是在輪上施力，是省力的機械，但較費時（例如門把和魚竿的卷線器），另一種是在軸上施力，是省時的機械，但較費力（例如腳踏車的後輪或汽車的傳動軸）。

輪軸和滑輪都屬於簡單機械，而且兩者都是由繞着中心軸旋轉的圓輪組成。輪軸中強調的是輪和軸之間施力的關係，也常會將數個大小不同的輪放在同一軸上，繞同一軸旋轉；滑輪中的圓輪邊緣有凹槽，上面會纏繞繩索，再拉到其他的滑輪，主要是透過繩索在各滑輪中傳遞力及動能。

輪軸的原理

輪軸的實質是可以連續旋轉槓桿。使用輪軸時，一般情況下作用在輪上的力和軸上的力的作用線都與輪和軸相切，因此，它們的力臂就是對應的輪半徑和軸半徑。

由於輪半徑總大於軸半徑，因此當動力作用於輪時，輪軸為省力費距離槓桿，實際的例子：有自行車腳踏與輪盤（大齒輪）是省力輪軸。當動力作用於軸上時，輪軸為費力省距離槓桿，實際的例子有：自行車後輪與輪上的飛盤（小齒輪）、吊扇的扇葉和軸都是費力輪軸的應用。

F1R=F2r　輪軸是一種省力的簡單機械。（輪半徑大，軸半徑小，所以省力）

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