轮轴

轮轴是一种简单的机器，由一个连接在较小轴上的轮子组成，因此这两个部件一起旋转，力从一个部件传递到另一个部件。 车轮和车轴可以看作是xxx的一个版本，驱动力切向施加于车轮的周边，负载力施加于支撑在轴承中的轴，该轴承用作支点。

公元前 6500 年至 5100 年的哈拉夫文化被认为最早描述了轮式车辆，但这是值得怀疑的，因为没有证据表明哈拉夫人使用轮式车辆甚至陶轮。

轮子最早出现的应用之一是陶轮，史前文化使用它来制造陶罐。 最早的类型，被称为 tournettes 或慢轮，于公元前 5 千年在中东为人所知。 最早的例子之一是在伊朗的 Tepe Pardis 发现的，可追溯到公元前 5200-4700 年。 它们由石头或粘土制成，并通过中央的钉子固定在地面上，但需要很大的力气才能转动。 公元前 4200-4000 年在美索不达米亚（伊拉克）开发了真正的陶工轮，它们可以自由旋转并具有轮轴机构。 现存最古老的例子是在乌尔（今伊拉克）发现的，可追溯到大约公元前 3100 年。

轮式车辆的证据出现在公元前 4 世纪末。 在美索不达米亚苏美尔文明的乌鲁克 Eanna 区的泥板象形文字上发现的轮式货车描绘可追溯到公元前 3700-3500 年。 在公元前 4 世纪下半叶，轮式车辆的证据几乎同时出现在北高加索（迈科普文化）和东欧（库库特尼-特里比利亚文化）。 公元前 3500 年至公元前 3350 年，在波兰南部 Funnelbeaker 文化定居点出土的 Bronocice 陶罐中出现了轮式车辆的描述。 在附近的 Olszanica，建造了一个 2.2 米宽的门（建造了 2.2 个宽的门）用于货车入口； 这个谷仓长 40 m，有 3 个门。 来自斯洛文尼亚卢布尔雅那附近的 Stare Gmajne（卢布尔雅那沼泽木轮）的轮轴组合的幸存证据可以追溯到公元前 3340-3030 年的两个标准偏差内，轴可以追溯到公元前 3360-3045 年。 已知有两种早期新石器时代欧洲轮轴； 一种环绕高山的马车结构（轮轴一起旋转，如卢布尔雅那沼泽车轮），以及匈牙利巴登文化的马车结构（轴不旋转）。 他们都可以追溯到 c。 公元前 3200–3000 年。 历史学家认为，大约在公元前 4 世纪中叶，轮式车辆从近东扩散到欧洲。

2002 年，在斯洛文尼亚首都卢布尔雅那以南约 20 公里的卢布尔雅那沼泽地发现了木轮及其车轴的早期例子。 根据放射性碳年代测定法，它的年龄在 5,100 到 5,350 年之间。 车轮由白蜡木和橡木制成，半径为 70 厘米，轮轴长 120 厘米，由橡木制成。

在中国，辐条轮的最早证据来自青海，其形式为两个轮毂，来自公元前 2000 年至公元前 1500 年的遗址。

在古罗马时期的埃及，亚历山大港的希罗 (Hero of Alexandria) 将轮轴确定为用于举重的简单机械之一。 这被认为是卷扬机的形式，它由连接到圆柱形桶的曲柄或滑轮组成，提供机械优势来缠绕绳索并从井中提升负载（例如水桶）。

文艺复兴时期的科学家根据希腊技术文献将轮轴确定为六种简单机械之一。

称为轮轴的简单机械是指由两个不同直径的圆盘或圆柱体组成的组件，这些圆盘或圆柱体安装后围绕同一轴一起旋转。 需要转动的细杆称为轴，固定在轴上的较宽的物体称为轮子。 施加到大圆盘周边的切向力可以对附在轴上的负载施加更大的力，从而获得机械优势。 当用作轮式车辆的轮子时，较小的圆柱体是轮轴，但当用于卷扬机、绞车和其他类似应用时（见右侧的中世纪采矿升降机），较小的圆柱体可能与安装的轴分开 在轴承中。 它不能单独使用。

假设车轮和车轴不耗散或储存能量，即没有摩擦或弹性，则施加到车轮的力输入的功率必须等于车轴输出的功率。 当轮轴系统围绕其轴承旋转时，车轮圆周或边缘上的点比轴圆周或边缘上的点移动得更快。 因此，施加到车轮边缘的力必须小于施加到轴边缘的力。