Eine Helix ist eine Kurve mit konstanter Steigung, die um eine Mittelachse kreist, ähnlich wie eine Wendeltreppe. Der Schrägungswinkel ist die Tangente der Kurve gegenüber der Achse. Helices sind in der Natur und in mechanischen Geräten üblich. Der Winkel bestimmt viele weitere Eigenschaften einer Helix.
Maschinenbauer beschäftigen sich mit dem Drallwinkel vieler ihrer Konstruktionen. Gewindeschrauben und -bolzen weisen einen Winkel auf, der bestimmt, wie viel Biss oder neues Material bei jeder Umdrehung von der Schraube aufgenommen wird. Um ein Gerät mit einem größeren Schrägungswinkel zu drehen, ist mehr Kraft erforderlich. Ebenso hält eine Schraube mit einem größeren Winkel fester.
Schneckenförderer verwenden Spiralen, um viele körnige oder pastöse Materialien zu transportieren. Archimedes, dem antiken griechischen Philosophen, wird die Erfindung der Förderschnecke zugeschrieben. Er benutzte eine große geschnitzte Holzschraube in einem ausgehöhlten Baumstamm. Durch Drehen der Schraube konnte Wasser zu Bewässerungszwecken bergauf bewegt werden.
Federn veranschaulichen ein weiteres nützliches Merkmal von Helices. Neben der Fähigkeit, Materie zu transportieren und Materialien zu binden, speichern Helices in ihrer geometrischen Gestaltung Energie, die genutzt werden kann. Die Energie eines Pogo-Sticks, eines Autostoßdämpfers oder einer Bettfeder stammt aus der Kompression und anschließenden Expansion der Spule. Der Schrägungswinkel sowie das Konstruktionsmaterial bestimmen die Kraft, die zum Zusammendrücken der Feder erforderlich ist.
Viele Beispiele für Helices finden sich in der Biologie. Die Windung der Ranken einer Erbsenpflanze folgt einem festen Spiralwinkel, obwohl der Durchmesser der Windung variieren kann. Ebenso weisen Muschelschalen und viele andere Muscheln einen festen Winkel auf. Einige haben mit jedem Wachstum einen zunehmenden Durchmesser, während andere einen festen Durchmesser haben, der eine lange Röhrenform erzeugt.
Das vielleicht bekannteste Beispiel für Helices in der Natur ist die Doppelhelix des Desoxyribose-Nukleinsäure-(DNA-)Moleküls. DNA ist die molekulare Grundlage der Genetik. Der einzigartige Doppelhelixwinkel ist so regelmäßig, dass die Struktur des Moleküls mit kristallographischen Techniken erkannt wurde.
Mathematisch ist eine Helix einfach die Spur eines Kreises mit zunehmender z-Dimension. Die kartesischen Koordinaten sind gegeben durch: x = r cos t, y = r sin t, z = ct; wobei r der Radius ist und 2 π c die Steigung oder der vertikale Abstand zwischen den Schleifen ist. Nach dem Satz von Lancret ist die Kurve, wenn r/c = eine Konstante ist, eine Helix. In der Praxis ist die Mathematik der Schraubenkonstruktion recht kompliziert, da viele Parameter beteiligt sind.