如右图所示，转轴O 1 上固定有两个半径分别为r 1 和r 2 的轮，用皮带传动转轴为O 2 的轮，该轮的半径为r 3，r 1 =1m，r 2 =r 3 =0.5m，A、B、C分别为三个轮轮缘上的点，当皮带不打滑 …
转轴与多轮系统的结构概述
如右图所示，一个固定在转轴O1上的系统，装配了两个半径不同的轮，其半径分别为r1和r2。这种结构在机械传动中非常典型，通常构成一个整体刚性部件。这意味着两个轮并非独立转动，而是被牢固地安装在同一个转轴上，因此它们拥有完全相同的角速度和旋转方向。当外力驱动转轴O1旋转时，无论半径大小，两个轮都会同步转动，其角速度ω1与ω2始终相等。这种设计的关键在于，它利用同一输入源，通过不同半径的轮来提供两种不同的线速度输出，为后续的动力传递或运动转换奠定了基础。
运动特性与传动分析
尽管两个轮的角速度相同，但由于半径存在差异（假设r1 > r2），它们的边缘线速度将截然不同。根据线速度v与角速度ω、半径r的关系式 v = ω × r，可以得出，半径较大的轮（r1）其边缘点的线速度v1更大，而半径较小的轮（r2）其边缘点的线速度v2则较小。这一特性使得该系统成为一个简单的速度转换器。例如，若将皮带或绳索分别缠绕在两个轮上，就可以从同一根转轴同时获得两种不同的线性运动速度。这种装置常见于需要提供多档位速度或不同牵引力的简易机械中，如老式纺车、某些传送装置或教学演示模型。
应用场景与工程意义
此类固定在同轴上的双轮结构，其工程意义在于结构的简洁性与功能的明确性。它避免了使用复杂的齿轮系或离合器，就能实现从单一动力源导出两种不同的输出特性。在实际应用中，大轮可能用于驱动需要较大线速度但负载较轻的部件，而小轮则可能带动需要较小线速度或用于缠绕收紧的机构。理解这种基本结构，是分析更复杂复合轮系（如皮带传动、齿轮变速箱）的重要起点。通过对半径r1和r2的精确设计与匹配，工程师可以灵活地控制机械系统中不同分支的运动参数，从而满足特定的功能需求。
