軸是組成機(jī)器的重要零件之一。用于支承作回轉(zhuǎn)的運(yùn)動或擺動的零件來實現(xiàn)其回轉(zhuǎn)或擺動，使其有確定的工作位置。

1.1.1分類

1.按照軸線形狀分類：軸可分為直軸、曲軸和軟軸

(1)直軸：直軸按外形不同可分為光軸、階梯軸及一些用途的軸，如凸輪軸、花鍵軸齒輪軸及蝸桿軸等。

(2)曲軸：曲軸是內(nèi)燃機(jī)、曲柄壓力機(jī)等機(jī)器上的零件，用以將往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)的運(yùn)動，或作相反轉(zhuǎn)變。

(3)軟軸：軟軸主要用于兩傳動軸線不在同一直線或工作時彼此有相對運(yùn)動的空間傳動，也可用于受連續(xù)振動的場合，以緩和沖擊。

2.按照所受載荷性質(zhì)分類：軸可分為心軸、轉(zhuǎn)軸和傳動軸。

(1)心軸：通常指只承受彎矩而不承受轉(zhuǎn)矩的軸。如自行車前、后輪軸，汽車輪軸。

(2)轉(zhuǎn)軸：既受彎矩又受轉(zhuǎn)矩的軸。轉(zhuǎn)軸在各種機(jī)器中特為常見。

(3)傳動軸：只受轉(zhuǎn)矩不受彎矩或受很小彎矩的軸。車床上的光軸、連接汽車發(fā)動機(jī)輸出軸和后橋的軸，均是傳動軸。

1.1.2軸的毛坯與材料

1.軸的材料：首先應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，對應(yīng)力集中敏感性低；還應(yīng)滿足剛度、、蝕性及良好的加工性。常用的材料主要有碳鋼、合金鋼、球墨鑄鐵和鑄鐵。

選擇軸的材料時，應(yīng)考慮軸所受載荷的大小和性質(zhì)、轉(zhuǎn)速高低、周圍環(huán)境、軸的形狀和尺寸、生產(chǎn)批量、重要程度、材料機(jī)械性能及經(jīng)濟(jì)性等因素，選用時注意如下幾點：

（1）碳鋼有足夠高的強(qiáng)度，對應(yīng)力集中敏感性較低，便于進(jìn)行各種熱處理及機(jī)械加工，、供應(yīng)充足，故應(yīng)用特廣。一般機(jī)器中的軸，可用30、40、45、50等牌號的品質(zhì)中碳鋼制造，尤以45號鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理常用。

（2）合金鋼機(jī)械，常用于制造高速、重載的軸，或受力大而要求尺寸小、重量輕的軸。至于那些處于高溫、低溫或腐蝕介質(zhì)中工作的軸，多數(shù)用合金鋼制造。常用的合金鋼有：12CrNi2、12CrNi3、20Cr、40Cr、38SiMnMo等。

（3）通過進(jìn)行各種熱處理、化學(xué)處理及表面處理，可以提高用碳鋼或合金鋼制造的軸的強(qiáng)度及。特別是合金鋼，只有進(jìn)行熱處理后才能充分顯示其的機(jī)械性能。

（4）合金鋼對應(yīng)力集中的敏感性高，所以合金鋼軸的結(jié)構(gòu)形狀須合理，否則就失去用合金鋼的意義。另外，在一般工作溫度下，合金鋼和碳鋼的彈性模量接近，因此依靠選用合金鋼來提高軸的剛度是不行的，此時應(yīng)通過增大軸徑等方式來解決。

（5）球墨鑄鐵和鑄鐵的機(jī)械強(qiáng)度比碳鋼低，但因鑄造工藝性好，易于較復(fù)雜的外形，吸振性、好，對應(yīng)力集中敏感性低，，故應(yīng)用日趨增多。

1.1.3軸的失效形式和計算準(zhǔn)則

1．軸的失效形式：主要有因疲勞強(qiáng)度不足而產(chǎn)生的疲勞籪裂、因靜強(qiáng)度不足而產(chǎn)生的塑性變形或脆性籪裂、磨損、超過允許范圍的變形和振動等。

2.軸的設(shè)計應(yīng)滿足如下準(zhǔn)則：

（1）根據(jù)軸的工作條件、生產(chǎn)批量和經(jīng)濟(jì)性原則，選取適合的材料、毛坯形式及熱處理方法。

（2）根據(jù)軸的受力情況、軸上零件的安裝位置、配合尺寸及定位方式、軸的加工方法等具體要求，確定軸的合理結(jié)構(gòu)形狀及尺寸，即進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

（3）軸的強(qiáng)度計算或校核。對受力大的細(xì)長軸（如蝸桿軸）和對剛度要求高的軸，還要進(jìn)行剛度計算。在對高速工作下的軸，因有共振危險，故應(yīng)進(jìn)行振動穩(wěn)定性計算。

1．2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計

1．2．1軸的結(jié)構(gòu)組成

1.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計

軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計的任務(wù)，就是在滿足強(qiáng)度、剛度和振動穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，根據(jù)軸上零件的定位要求及軸的加工、裝配工藝性要求，合理地定出軸的結(jié)構(gòu)形狀和全部尺寸。

1.2.1軸結(jié)構(gòu)的組成

軸主要由軸頸、軸頭、軸身三部分組成。軸上被支承部分叫做軸頸；安裝輪轂部分叫做軸頭；連接軸頸和軸頭的部分叫軸身。

1．2．2零件在軸上的定位

1.2.2零件在軸上的定位

1．零件在軸上的軸向定位：零件在軸上的軸向定位方法，主要取決于它所受軸向力的大小。此外，還應(yīng)考慮軸的制造及軸上零件裝拆的難易程度、對軸強(qiáng)度的影響及工作性等因素。

常用軸向定位方法有：軸肩（或軸環(huán)）、套筒、圓螺母、擋圈、圓錐形軸頭等。

（1）軸肩：軸肩由定位面和過度圓角組成。為零件端面能靠緊定位面，軸肩圓角半徑須小于零件轂孔的圓角半徑或倒角高度；為有足夠的強(qiáng)度來承受軸向力，軸肩高度值為h=(2-3)R。

（2）軸環(huán)：軸環(huán)的功用及尺寸參數(shù)與軸肩相同，寬度b≥1.4h。若軸環(huán)毛坯是鍛造而成，則用料少、重量輕。若由圓鋼毛坯車制而成，則浪費(fèi)材料及加工工時。

1.2.3軸結(jié)構(gòu)的工藝性

所謂軸的結(jié)構(gòu)的工藝性，是指軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單，有良好的加工和裝配工藝性，以利減少勞動量，提高勞動生產(chǎn)率及減少應(yīng)力集中，提高軸的疲勞強(qiáng)度。

1．的結(jié)構(gòu)，利于加工和裝配

（1）為減少加工時換刀時間及裝夾工件時間，同根軸上所有圓角半徑、倒角尺寸、退刀槽寬度應(yīng)盡可能統(tǒng)一；當(dāng)軸上有兩個以上鍵槽時，應(yīng)置于軸的同一條母線上，以便一次裝夾后就能加工。

（2）軸上的某軸段需磨削時，應(yīng)留有砂輪的越程槽；需切制螺紋時，應(yīng)留有退刀槽。

（3）為去掉毛刺，利于裝配，軸端應(yīng)倒角。

(4)當(dāng)采用過盈配合聯(lián)結(jié)時，配合軸段的零件裝入端，常加工成導(dǎo)向錐面。若還附加鍵聯(lián)結(jié)，則鍵槽的長度應(yīng)延長到錐面處，便于輪轂上鍵槽與鍵對中。

5）如果需從軸的一端裝入兩個過盈配合的零件，則軸上兩配合軸段的直徑不應(yīng)相等，否則初個零件壓入后，會把次個零件配合的表面拉毛，影響配合。