轴是组成机械的重要零件之一，各类做回转运动的传动零件都是通过轴来传递运动和动力。通常轴与轴承和机架一同支承着回转零件，再通过联轴器或离合器实现运动和动力的传递。在轴的设计中，必须将轴与构成轴系部件的轴承、联轴器、机架以及传动零件等的设计要求一并考虑。
1.轴的分类
可以从轴所受载荷的不同、轴的形状以及轴的应用场合等方面对轴进行分类。
1)按轴所受载荷的不同，可将轴分为心轴、传动轴和转轴。
只承受
弯矩，不传递转矩的轴称为心轴。心轴又可分为工作时轴不转动的固定心轴和工作时轴转动的转动心轴两种。心轴主要用于支承各类机械零件。
只传递转矩，不承受弯矩的轴称为传动轴。传动轴主要通过承受转矩作用来传递动力。
既传递转矩又承受弯矩的轴称为转轴。各类传动零件主要是通过转轴进行动力传递。
2)按结构形状的不同，可将轴分为光轴、阶梯轴、实心轴、空心轴等。由于空心轴的制造工艺较复杂，所以通常主要在轴的直径较大并有减重要求的场合，设计空心轴。
3)按几何轴线形状的不同，可将轴分为直轴和
曲轴等。
此外，还有一类结构刚度较低的轴——软轴。软轴主要用于两个传动机件的轴线不在同一直线上时的传动。

2.轴的常用材料
轴的材料种类很多，设计时主要根据对轴的强度、刚度、耐磨性等要求，以及为实现这些要求而采用的热处理方式，同时考虑制造工艺问题加以选用。 由于轴在工作时通常受到交变应力的作用，轴最常见的失效形式是因交变应力的作用而产生断裂，因此轴的材料应具有一定的韧性和较好的抗疲劳性能，这是对轴的材料的基本要求。
轴的常用材料是含碳量适中的优质碳素结构钢。对于受载较小或不太重要的轴，也可用普通碳素结构钢。对于受力较大，轴的尺寸和重童受到限制，以及有某些特殊要求的轴，可采用中碳合金钢。合金钢对应力集中的敏感性高，所以采用合金钢的轴的结构形状应尽量减少应力集中源，并要求
表面粗糙度值低。
由于铸铁的韧性较差，所以应尽量少用铸铁作为轴的材料。但对于结构复杂且不太重要的轴，也可选用
球墨铸铁或高强度铸铁作为轴的材料。
虽然强度极限高的材料，其
弹性模量也稍大， 但由于各类钢材弹性模童的差异不大，所以只为了提高轴的刚度而选用强度极限高的材料是不合适的。
轴一般由轧制
圆钢或锻件经切削加工制造。直径较小的轴，可用轧制圆钢制造。对于直径大或重要的轴，常采用锻件制造。
轴的常用材料及力学性能见下表



3.轴的设计方法概述
轴的设计必须考虑多方面因素和要求，主要包括材料选择、结构设计、强度和刚度分析。对于高速轴还应考虑振动稳定性问题。
轴的设计是以满足结构功能要求为出发点的。就是首先根据轴在具体系统中的作用，设计出满足功能要求的结构，然后再根据载荷与工作要求进行相应的承载能力验算。
事实上，在轴的具体结构未确定之前，轴上力的作用点是难以精确确定的，弯矩的大小和分布情况不能求出。所以，轴的计算通常都是在初步完成结构设计后进行校核计算，计算准则主要包括轴的强度准则、刚度准则，以及轴的振动稳定性准则等。轴的设计通常是按照“结构设计一承载能力验算一结构改进设计一承载能力再验算一…”的顺序进行的。