螺旋[詞語]

1.像螺螄殼紋理的曲線形。螺旋是一種像螺線及螺絲的扭紋曲線，為一種在生物學上常見的形狀，例如在DNA及多種蛋白質均可發現這種結構。螺旋分為左旋和右旋。從螺旋中心沿軸線望去，如果螺旋由近至遠為逆時針方向，便是左旋，相反則是右旋。大部份螺絲的螺旋是右旋，但在生物結構上左旋和右旋均常見。判斷左旋右旋可以用手比對：握拳豎起的大拇指指向軸線方向，假想螺旋是沿著四指方向環繞軸線的，若螺旋延伸的方向和左手大拇指一致則螺旋為左手螺旋，反之為右手螺旋。 2.簡單機械，是斜面的變形。圓柱體表面有像螺螄殼上的螺紋叫做陽螺旋，在物體孔眼裡的螺紋叫做陰螺旋。陰陽兩組螺旋配合起來，旋轉其中一個就可以使兩者沿螺旋移動，螺紋愈密，螺旋直徑愈大愈省力。螺旋在機械上套用極廣，如螺釘、螺栓、壓榨機、千斤頂等。 3.是螺旋輸送機的基本零件，由螺旋軸和焊接在軸上的螺旋葉片組成。螺旋軸一般採用50~100mm直徑無縫鋼管制造；螺旋葉片常用3~6mm厚的鋼板按螺距製成單節，然後焊接起來。

基本信息

• 名稱：螺旋
• 外文名稱：spiral

• 形狀：像螺螄殼紋理的曲線形
• 用途：緊固、傳力及傳動
• 套用：建築

性質

螺旋

根據功的原理，在動力F作用下將螺桿旋轉一周，F對螺旋做的功為F2πL。螺旋轉一周，重物被舉高一個螺距（即兩螺紋間豎直距離）,螺旋對重物做的功是Gh。依據功的原理得F=(h/2πL)/G。因為螺距h總比2πL小得多，若在螺旋把手上施加一個很小的力，就能將重物舉起。螺旋因摩擦力的緣故，效率很低。即使如此，其力比G/F仍很高，距離比由2πL/h確定。螺旋的用途一般可分緊固、傳力及傳動三類。

螺旋結構與套用

螺旋結構是自然界最普遍的一種形狀，DNA以及許多其它在生物細胞中發現的微型結構都採用了這種構造。然而，為何大自然對這種結構如此偏愛呢？美國賓夕法尼亞州的物理學家認為，他們找到了這一問題的數學答案。他們的研究成果發表在近期的《科學》雜誌上 。

對數螺旋

“為何螺旋結構是現在這個樣子？過去的回答是——由分子之間的引力決定的。但這只能回答螺旋結構是如何形成的，而不能回答為什麼它們是那種形狀。”賓州大學的天文和物理學系教授蘭德爾·卡緬指出，“從本質上來看，螺旋結構是在一個擁擠的空間，例如一個細胞里，聚成一個非常長的分子的較佳方式，譬如DNA。”

在細胞的稠密環境中，長分子鏈經常採用規則的螺旋狀構造。這不僅讓信息能夠緊密地結合其中，而且能夠形成一個表面，允許其它微粒在一定的間隔處與它相結合。例如，DNA的雙螺旋結構允許進行DNA轉錄和修復。

DNA雙螺旋結構

為了顯示空間對螺旋形成的重要性，卡緬建立了一個模型，把一個能隨意變形、但不會斷裂的管子浸入由硬的球體組成的混合物中，就好比是一個存在於十分擁擠的細胞空間中的一個分子。通過觀測，他們發現對於這種短小易變形的管子而言，Ц形結構的形成所需的能量最小，空間也最少。而螺旋當中的Ц形結構，在幾何學上最近似於在自然界的螺旋中找到的該種結構。

“ 看來，分子中的螺旋結構是自然界能夠最佳地使用手中材料的一個例子。DNA由於受到細胞內的空間局限而採用雙螺旋結構，就像是由於公寓空間局限而採用螺旋梯的設計一樣。”卡緬指出。

在圓柱體的側表面上刻出螺旋形溝槽的機械。也可把螺旋看成是斜面繞在圓柱體上而構成，因此，螺旋套用了斜面原理。螺旋的特點是能把轉動變成平動或者相反。在古代，人們就套用螺旋。阿基米德就發明了用螺旋從尼羅河中向上提水，就是用了著名的阿基米德螺旋（圖1）。

螺旋可用於傳動和鎖緊。實際使用的螺旋有方形、三角形、梯形、鋸齒形等各種不同形狀的螺紋(圖2)，各有不同用途,作為傳動用的螺旋多為方形螺紋。從圖3的螺旋和螺母中可以得出螺旋的機械效率：

螺旋

,

式中W為螺母所受的軸向力的值;h為螺旋的導程；M為螺母所受的力矩值；α為螺旋的導角；嗘為螺紋和螺母間的摩擦角。
如利用螺旋來鎖緊物體則要求α≤0, 這稱為螺旋自鎖條件。常用螺旋千斤頂（圖4）來推舉重物，這就要求螺旋滿足自鎖條件。

螺旋在機器和結構中得到廣泛的套用，工具機的絲槓用螺旋來傳動，機器和結構上的各種螺釘和螺栓則用螺旋來鎖緊。此外，螺旋送料機、螺旋推進器等也是螺旋在其他方面的套用。