轴类零件是比较常用的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。

　　尺寸精度 起支承作用的轴颈为了确定轴的位置，通常对其尺寸精度要求较高（IT5～IT7）。装配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低（IT6～IT9）。

　　几何形状精度 轴类零件的几何形状精度主要是指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等的圆度、圆柱度等，一般应将其公差限制在尺寸公差范围内。对精度要求较高的内外圆表面，应在图纸上标注其允许偏差。

　　相互位置精度 轴类零件的位置精度要求主要是由轴在机械中的位置和功用决定的。通常应保证装配传动件的轴颈对支承轴颈的同轴度要求，否则会影响传动件（齿轮等）的传动精度，并产生噪声。

　　表面粗糙度 根据机械的精密程度，运转速度的高低，轴类零件表面粗糙度要求也不相同。一般情况下，支撑轴颈的表面粗糙度Ra值为0.63-0.16μm；配合轴颈的表面粗糙度Ra值为2.5-0.63μm。

　　轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选用棒料、锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主；而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。

　　轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料，并采用不同的热处理方式（如调质、正火、淬火等），以获得一定的强度、刚度和耐磨性等。

　　45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45～52HRC。但是45号钢是一种中碳钢，淬透性低，水淬时易产生裂纹。

　　40Cr合金结构钢适用于载荷较大、而无很大冲击的轴类零件。这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。

　　轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50～58HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。

　　精密机床的主轴（例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选用38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后，不仅能获得很高的表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。

　　轴的结构应是尽量减少应力集中，受力合理，有良好的工艺性，并使轴上零件定位可靠、拆装方便。对于刚度大的轴，还应在结构上考虑轴的变形。

　　轴上零件的定位主要是轴向定位和周向定位。轴向定位主要的固定方法有轴肩、轴环、隔套、弹性挡圈、圆锥面、螺母、轴端挡板、紧固螺钉等。周向定位的主要固定方法有键、锁紧螺定或是过盈配合。

　　轴的破坏形式多属于疲劳破坏。疲劳破环多发生在截面变化处，截面变化的地方容易产生应力集中。对于轴肩等处可增加圆角，如下图所示。

　　由于轴表面的工作应力最大，通过提高轴的表面质量也是提高轴的疲劳强度的有力措施。减小表面粗糙度、对轴表面进行处理（热处理、机械处理和化学处理等）均能提高轴的表面质量，达到提高轴的疲劳强度的目的。

　　当轴的长度和跨度未定时，支座反力和弯矩无法求得，同时又是多支点或不太重要的轴，常根据轴所承受的转矩估算轴颈。如果还承受弯矩，则用降低许用应力的方法加以考虑。

　　当轴的结构确定后，轴的支撑位置和轴所受载荷的作用点确定后，可求出支点反力和弯矩，这时可按当量弯矩计算轴的强度。对于一般的轴用这种方法计算强度即可。

　　对于重要的轴，应精确考虑影响轴强度的有关因素，按安全西数校核各危险截面。轴的安全系数校核计算包括疲劳强扶安全系数和精强度安全系数校核（详细计算步骤见机械设计手册第12篇12-21）。

　　轴在载荷的作用下，将产生弯曲和扭转变形。若变形量超过允许的限度，将会影响轴上零件的正常工作。因此设计重要的轴时，必须检验轴的变形量，即作轴的刚度校核。轴的刚度分为弯曲刚度和扭转刚度。

　　弯曲刚度以挠度y和偏转角θ来度量。由于轴承间隙、箱体刚度、配合在轴上的零件的刚度，以轴的局部削弱等都影响到轴的变形，因此精确计算出轴的弯曲变形是比较困难，在计算中要进行不同程度的简化。轴的弯曲变形计算，可采用材料力学的图解法、当量直径法、能量法。图解法比较适合于求轴上多点变形量或整根轴的挠度曲线；当量直径法是把阶梯轴当作直径为dm的等直径轴来计算，只适用于对各段直径相差很小的阶梯轴的近似计算；当只需要比较精确的计算轴上某几个特定点的变形时，可用能量法。（详细计算步骤见机械设计手册第12篇12-32）。