螺旋 (簡單機械)
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螺旋(英語:screw)通常是表面具有凹凸不平呈螺旋線型條紋的圓柱體或圓孔體,稱這種圓柱體為「螺桿」、圓孔體為「螺母」、螺旋線型條紋為「螺紋」。螺桿的螺紋稱為「外螺紋」,螺桿分為「外螺紋」與「桿軸」兩部分。螺母的螺紋稱為「內螺紋」。內外螺紋互相匹配的螺母與螺桿共同組成一對「螺旋副」。
螺旋機制能夠將旋轉運動變換為直線運動、將力矩變換為直線力。[1]藉着這傳遞作用力的機制,作用力可以被放大,施加較小的旋轉力(力矩)於桿軸可以變換為較大的軸向力。螺距是兩條鄰近螺紋之間的軸向距離。螺距越小,則機械利益越大,即輸出力與輸入力的比例越大。
設想一組螺旋副,其固定不動的螺母緊套在可移動螺桿的外圍,當扭轉螺桿時,相對於固定不動的螺母,螺桿會順着螺紋做旋轉運動,同時沿着桿軸以直線通過螺母,這整個運動稱為「螺轉運動」(screw motion)。應用螺旋機制,螺桿可以做螺轉運動通過固定不動的螺母。例如,用力扭轉木螺釘可以促使其鑽入木材。逆反過來,螺母可以做螺轉運動通過固定不動的螺桿。[2][3]
有些應用螺旋機制的機械,並不一定具有桿軸或螺紋。例如,阿基米德式螺旋抽水機是一種水泵,藉着螺旋曲面繞着旋轉軸做旋轉運動,將水從低處傳往高處,拔塞鑽是一條端點尖銳的螺旋形狀粗鐵絲,扭轉其把柄會促使粗鐵絲因螺轉運動鑽入酒瓶的木塞蓋。