轴结构的设计步骤

轴的结构设计须在经过初步强度计算，已知轴的直径以及轴上零件尺寸（主要是毂孔直径及宽度）后才进行。其主要步骤为：

1．确定轴上零件装配方案：轴的结构与轴上零件的位置及从轴的哪一端装配有关。如图所示，

2．确定轴上零件***方式：根据具体工作情况，对轴上零件的轴向和周向的***方式进行选择。轴向***通常是轴肩或轴环与套筒、螺母、挡圈等组合使用，周向***多采用平键、花键或过盈配合联结。

3．确定各轴段直径：轴的结构设计是在初步估算轴径的基础上进行的，为了零件在轴上***的需要，通常轴设计为阶梯轴。根据作用的不同，轴的轴肩可分为***轴肩和工艺轴肩（为装配方便而设），***轴肩的高度值有一定的要求；工艺轴肩的高度值则较小，无特别要求。为保证有足够的强度来承受轴向力，轴肩高度值为h=(2-3)R。所以直径的确定是在强度计算基础上，根据轴向***的要求，定出各轴段的终直径。

4．确定各轴段长度：主要根据轴上配合零件毂孔长度、位置、轴承宽度、轴承端盖的厚度等因素确定。

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花键联接由内花键和外花键组成。内、外花键均为多齿零件，在内圆柱表面上的花键为内花键，在外圆柱表面上的花键为外花键。矩形花键轴通常应用于飞机、汽车、拖拉机、机床制造业、农业机械及一般机械传动等装置。显然，花键联接是平键联接在数目上的发展。
使用特点： 
由于结构形式和制造工艺的不同，与平键联接比较，花键联接在强度、工艺和使用方面有下列特点： 
因为在轴上与毂孔上直接而均匀地制出较多的齿与槽，故联接受力较为均匀； 

因槽较浅，齿根处应力集中较小，轴与毂的强度削弱较少； 

轴的失效形式：主要有因疲劳强度不足而产生的疲劳簖裂、因静强度不足而产生的塑性变形或脆性簖裂、磨损、超过允许范围的变形和振动等。
轴的设计应满足如下准则：
（1）根据轴的工作条件、生产批量和经济性原则，选取适合的材料、毛坯形式及热处理方法。
（2）根据轴的受力情况、轴上零件的安装位置、配合尺寸及***方式、轴的加工方法等具体要求，确定轴的合理结构形状及尺寸，即进行轴的结构设计。

（3）轴的强度计算或校核。对受力大的细长轴（如蜗杆轴）和对刚度要求高的轴，还要进行刚度计算。其特点：多齿工作，承载能力高，对中性好，导向性好，齿根较浅，应力集中小，轴与毂强度削弱小，加工方便，能用磨削方法获得较高的精度。在对高速工作下的轴，因有共振***，故应进行振动稳定性计算。  

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