轴(shaft)是穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中间的圆柱形物件,但也有少部分是方型的。轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状,各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。
轴的毛坯以锻件优先、其次是钢;尺寸较大或结构复杂者可考虑铸钢或球墨铸铁。例如,用球墨铸铁制造曲轴、凸轮轴,具有成本低廉、吸振性较好,对应力集中的敏感性较低、强度较好等优点。
轴的结构设计是确定轴的合理外形和全部结构尺寸,为轴设计的重要步骤。它由轴上安装零件类型、尺寸及其位置、零件的固定方式,载荷的性质、方向、大小及分布情况,轴承的类型与尺寸,轴的毛坯、制造和装配工艺、安装及运输,对轴的变形等因素有关。
设计者可根据轴的具体要求进行设计,必要时可做几个方案进行比较,以便选出设计方案,以下是一般轴结构设计原则:1、节约材料,减轻重量,尽量采用等强度外形尺寸或大的截面系数的截面形状;2、易于轴上零件定位、稳固、装配、拆卸和调整;3、采用各种减少应力集中和提度的结构措施;4、便于加工制造和精度。
轴的扭转刚度校核是计算的轴的工作时扭转变形量,是用每米轴长的扭角 度量的。轴的扭转变形要影响机器的性能和工作精度,如内燃机凸轮轴的扭转角过大,会影响气门的正确启闭时间;
轴类零件的毛坯常见的有型材(圆棒料)和锻件。大型的,外形结构复杂的轴也可采用铸件。内燃机中的曲轴一般均采用铸件毛坯。
型材毛坯分热轧或冷拉棒料,均适合于光滑轴或直径相差不大的阶梯轴。锻件毛坯经加热锻打后,金属内部纤维组织沿表面分布,因而有较高的抗拉、抗弯及抗扭转强度,一般用于重要的轴。