一、軸的分類：
1）按受載情況分類：
轉軸：同時承受彎矩和扭矩的軸，較常見，如減速箱的軸。
傳動軸：只受或主要受扭矩的軸，如汽車的傳動軸。
心軸：只受彎矩、不受轉矩的軸。分為：軸轉動，如鐵路車輛軸，軸受變應力；軸不轉動，如支撐滑動軸，軸受靜應力。
2）按形狀分：
直軸：又分為光軸和階梯軸。階梯軸的作用：便於零件安裝固定以及使各軸段強度相近，一般機械常用。階梯軸的幾個名詞：軸頸：軸上被支承的部分，裝軸承處；軸頭：安裝輪轂部分；軸身：連線軸頸和軸頭的部分；軸伸：軸伸出端。
曲軸：往復機械上用，多用於專用機械。
撓性鋼絲軸：由幾層緊貼在一起的鋼絲構成，使用靈活，可將扭矩（扭轉及旋轉）靈活地傳遞到任意位置。
一般情況下，軸製成實心的，但為了減輕重量（如大型水輪機軸、航空發動機軸等）或滿足工作要求（如需在軸中心穿過其他零件或潤滑油），也可用空心軸。
二、軸的設計過程：
注：碳素鋼比合金鋼廉價，且對應力集中的敏感性低。合金鋼比碳素鋼具有更好的力學效能和熱處理效能，但**較貴，多用於承載很大而尺寸、質量受限或有較高耐磨性、防腐性要求的軸。合金鋼對應力集中的敏感性較高，設計合金鋼軸時，更應從結構上避免或減少應力集中，並減小其表面結構的粗糙度值。
2)初步計算：模擬法估算直徑d或按扭矩初算d。注意鍵槽對軸強度的影響。有乙個鍵槽時，軸徑增大3%~5%；有兩個鍵槽時，應增大7%~10%。
3）結構設計：形狀、尺寸、計算及畫圖交叉進行。
4）精確計算：一般的軸用當量彎矩法校核2~3個危險截面的強度；重要的軸還需用安全係數法校核強度。剛度要求高的軸要進行剛度計算；高速軸要進行振動穩定性計算。
三、軸的結構設計：
軸的失效形式有斷裂、磨損、振動和變形。軸的設計應滿足具有足夠的強度和剛度、良好的振動穩定性和合理的結構。
1、軸的結構設計的原則是：
（1）受力合理，力求等強度，盡量減小應力集中；
（2）軸上零件定位準確、簡便，唯
一、固定可靠，裝拆方便；
（3）有良好的工藝性。
2、結構設計的內容：定出軸的合理外形和全部結構尺寸。
結構設計應已知：軸的裝置簡圖（軸上零件及位置）；傳動件的主要引數及尺寸：軸傳遞的功率、轉速。
3、軸結構設計應滿足的條件是：
（1）軸和裝在軸上的零件由精確的工作位置；
（2）軸上零件便於拆卸和調整；
（3）軸應有良好的製造工藝性。
4、常用的幾種固定方法及注意事項：
1）軸上零件的軸向固定：
(1)軸肩和軸環（臺）：由定位面和過渡圓角組成。注意過渡圓角應小於軸上零件的倒角（否則零件無法貼緊），一般取定位軸肩高度（單邊）h=（007~0.1）d（注：d為軸徑），軸環寬度b≥1.4h。
（2）與滾動軸承相配合處軸肩或軸環高應查手冊，一般軸肩高不超過內圈厚的2/3~4/5，以便軸承拆卸。
（3）彈性擋圈、螺母、套筒等。套筒內徑和軸一般為動配合，套筒結構、尺寸可視需要靈活設計，但一般套筒壁厚大於3mm(注：不宜用於高轉速軸)。
（4）軸端擋圈與圓錐面。
（5）緊定螺釘與鎖緊擋圈等。
（6）銷。結構工藝性好，同時起軸向和周向固定作用。但軸上要鑽孔，較嚴重地削弱軸的強度，破壞轉子的平衡。
（7）夾緊環。夾緊環結構較複雜，定位精度差，並破壞了轉子的平衡，但軸的結構簡單，適用於光軸上的零件的定位。
（8）過盈配合。結構簡單，兼有固定作用，定位精度差。作軸向固定時也作了軸向固定。
（9）螺母。軸表面製出螺紋，削弱了軸的強度。承受載荷的能力強，固定可靠。
（10）軸端壓板。軸端鑽螺紋孔，不削弱軸的強度。承受載荷的能力強，固定可靠。只能用於軸端。
為了保證軸向定位可靠，與齒輪和聯軸器等零件相配合部分的軸段長度一般應比輪轂寬度短2~3mm。
2）軸上零件的周向固定：
軸上零件的周向固定可採用鍵、花鍵、銷、過盈配合和脹套連線等。
鍵、花鍵、過盈配合、銷、成形、彈性環，統稱為軸轂連線。
注意事項：
（1）鍵槽開在軸上同一加工直線上，減少裝夾次數。若開有鍵槽的軸段直徑相差不大時，盡可能採用相同寬度的鍵槽，以減少換刀次數。
（2）月牙鍵開在同一側，否則對軸削弱更厲害。
（3）用鉤頭楔形鍵時，鍵上表面與轂槽底面各有1:100的斜度。
3）製造安裝要求：
（1）便於零件裝拆做成階梯軸,且軸上所有零件都應能無過盈地到達配合的部位。
（2）為了便於加工和檢驗，與零件配合的軸的直徑應取圓整值,並從標準直徑系列中選取。（見gb/t2822-2005）；與滾動軸承相配合部分應符合滾動軸承內孔尺寸。
（3）螺紋軸段應留退刀槽，且有螺紋的軸段直徑應符合螺紋標準直徑。
（4）磨削軸端應有砂輪越程槽或砂輪修緣。
（5）除結構有特別要求之外，為了便於裝配零件並去掉毛刺，軸端應加工出45°倒角。
（6）過盈配合零件裝入段常加工出導向錐面（斜面角度一般為10°），以便零件能較順利地壓入。
（7）同一根軸上的圓角應盡可能取相同值，退刀槽取相同的寬度，倒角尺寸相同。
4）減小應力集中，改善受力情況：
（1）避免形狀突變，使各級階梯軸比較均勻。
（2）截面變化處採用圓角，且不宜過小（具體尺寸查相關手冊）。
（3）避免軸上開橫孔、凹槽，必須開橫孔時（應避免盲孔）須將邊倒圓（孔口應倒角）。
（4）在重要軸的結構中，可採用解除安裝槽b、過渡軸環或凹切圓角增大軸肩圓角半徑，以減小區域性應力。
（5）在輪轂上做出解除安裝槽b（減小輪轂兩側厚度），也能減小過盈配合處的區域性應力。
（6）在過盈配合部位輪轂兩端面處，軸上切出解除安裝槽。
（7）使過盈配合部位的直徑大於相鄰部位的直徑。
（8）退刀槽設圓角。
（9）加大軸環和軸肩的圓角半徑，必要時可設中間環。
5）改進軸的表面質量，提高軸的疲勞強度。
（1）軸的表面越粗糙，疲勞強度越低。因此，應盡量減小軸的表面及圓角處的加工粗糙度值。（使用對應力集中敏感的材料時應尤為注意）
（2）鍵槽端部與階梯處距離不宜過小，以避免損傷過渡圓角及減少多種應力集中源重合的機會。
（3）鍵槽根部圓角半徑越小，應力集中越嚴重。因此，在重要軸的零件圖上應註明其大小。
（4）避免在軸上列印及留下一些不必要的痕跡，因為它們可能成為初始疲勞裂紋源。
（5）常用表面強化處理方法：表面高頻淬火等熱處理；表面滲碳、氰化、氮化等化學熱處理；碾壓、噴丸等強化處理。（碾壓、噴丸可使軸的表面產生預壓應力，從而提高軸的抗疲勞能力。）
四、軸結構設計注意事項：
（1）軸肩長度應比輪轂長度稍短，否則輪轂無法可靠定位（軸向）。
（2）與軸承配合的軸端，軸肩或定位套筒必應超過軸承內圈的高度，否則將不便於軸承拆卸。
（3）注意鍵的長度是否影響到軸向定位零件的安裝，且注意鍵開的位置。
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