15-1概述
軸是機器中的重要零件之一，用來支承齒輪、蝸輪、帶輪和鏈輪等傳動零件，實現傳遞運動和動力。
根據軸所受載荷的不同可分為轉軸、傳動軸和心軸三種。轉軸既承受轉矩又受穹矩，如齒輪減速器的軸；傳動軸主要承受轉矩而不承受彎矩，如汽車的傳動軸心軸隻承受彎矩而不受轉矩，如鐵路車輛的轉動心軸，自行車前輪的固定心軸。
軸還可按軸線的幾何形狀分為曲軸和直軸。曲軸常用於往複機械中，如內燃機、壓縮機的曲軸和紡織機的彎軸。
為了使袖具有足夠的工作能力，設計時必須根搪使用條件對軸進行強度計抹，以昉止塑性變形和斷裂；對於有剛度要求的軸，要進行剛度計算，以防止工作時產生不允許的彈性變形，如車床主軸剛性不足影響工件的加工精度：又如紡織機械的軸跨度大，工作時剛度成為主要設計的要求，此外，對於高轉速的軸，還要進行振動穩定性計算，以防止發生共振而破壞。
另外，軸類零件還要根據裝配、加工等具體情況的要求，合理的定出各部分的結構形狀和尺寸，即進行軸的結構設計。這是設計軸的重點內容。
一般用途軸的設計步驟為：（1）選擇軸的材料及熱處理方法；（2）初步確定軸的直徑；（3）軸的結構設計；（4）軸的強度校核計算；（5）繪製軸的零件圖。
15-2軸的常用材料
軸的材料主要采用碳素鋼和合金鋼。還料大多是軋製圓鋼或鍛件。優質碳素鋼具有較高的機械性能和良好的加工性能，可以用熱處理或化學處理的方法提高其耐摩性和疲勞強度。故一般要求或要求較高的軸采用碳素鋼最為廣泛。因此，在傳遞大的動力委並要求減小尺寸和質量，提高軸頸的耐磨性，以及處於高溫和低溫條件下工作柏軸，常用合金鋼；但價格較貴，且對應力集中敏感性高，在設計時應特別注意減小應力集中。見外，球墨鑄鐵的機械性能比一般鑄鐵高，具有良好的耐磨性、吸振性、且價廉，對應力集中敏感性較低等優點，故可用於形狀複雜的軸或曲軸。
15-3軸的結構設計
軸的結構設計是要確定出合理的結構形狀和全部尺寸。合理的結構設計應滿足下列要求：（1）軸和軸上的零件要有淮確的工作位置並能固定；（2）軸上的零件應便於裝拆和調整；（3）軸的結掛應有利於提高軸的強度和剛度；（4）軸應具有良好的製造工藝性。
一、製造與裝拆要求
—般軸的形狀最好是等強度的拋物線回轉體，但這種形狀不易加工，也不利於軸上零件的固定和裝拆。因此，軸的形狀實際上是階梯的圓柱體。對於一般剖分式箱體的軸，它的直徑從軸端逐漸向中間增大，可依次將齒輪、套筒、左端滾動軸承，軸承端蓋和帶輪從軸的右端安裝拆卸順序相反，另一滾動軸承從左端裝拆。為使軸上零件易於安裝，軸端應有倒角。
二、軸上零件的麵定
軸上的每個零件都應保持確定的工作位置，並須可靠的固定。零件的固定可分為周向固定和軸向固定。
大多數軸是在變應力條件下工作，故其破壞形式多為疲勞斷裂。因此，采用合理的結構，降低應力集中和改善軸的表麵質量都能提高軸的疲勞強度，如為了減輕應力集中現象，軸徑的變化不要太大，軸肩的過渡圓角半徑不宜過小，並盡量避免在軸上開橫孔或凹槽。此外，由於合金鋼對應力集中較敏感，設計時應特別注意。
此外，結構設計時，還可以合理布置軸上零件位置，采用改善受力情況等措施提高軸的強度有利。
15-4軸的強度計算
軸的強度計算主要有三種方法：按扭轉強度計算；按彎扭合成強度計算；按許用安係數精確校核軸的疲勞強度。