轮轴的原理：轮轴的实质是可以连续旋转杠杆．使用轮轴时，一般情况下作用在轮上的力和轴上的力的作用线都与轮和轴相切，因此，它们的
力臂就是对应的轮半径和轴半径．
由于轮半径总大于轴半径，因此当动力作用于轮时，轮轴为省力费距离杠杆实际的例子：有自行车脚踏与轮盘（大齿轮）是省力轮轴．当动力作用于轴上时，轮轴为费力省距离杠杆，实际的例子有：自行车后轮与轮上的
飞盘（小齿轮）、吊扇的扇叶和轴都是费力轮轴的应用．
设轮半径为R，轴半径为r，根据杠杆平衡条件，作用在轮上的力 和轴上的力 满足关系式：
由上式可知：当F1为动力时，则轮轴为
省力杠杆；当F2为动力时，则轮轴为费力杠杆。
轮轴的实质是能够连续旋转的杠杆，支点就在轴心，轮轴在转动时轮与轴有相同的转速。