轴设计的基本要求有哪些?
轴的设计与机器的总体安排和轴上零件（轴承、齿轮、带轮等）的布置及固定等密切相关。在进行轴的设计时，主要考虑选材、结构、强度、刚度等问题。对于高速回转的轴，还要考虑振动和稳定性。
轴的一般设计步骤为：
1.根据传动方案拟定轴上零件的布置；
2.选择轴的材料；
3.初步估算轴的直径；
4.进行轴的结构设计；
5.验算轴的强度；
6.必要时验算轴的刚度和临界转速；
7.绘制轴的工作图。
以上步骤往往是交叉、反复地进行。当轴的强度、刚度或稳定性不符合要求时，必须改变轴的材料或结构，重新进行分析计算。此外，轴上的某些零件，如轴承、联轴器、键等，往往也要同时进行设计，并与轴的设计进行协调。
轴是穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中间的圆柱形物件，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。
轴的结构设计原则为：
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、易于轴上零件精确定位、稳固、装配、拆卸和调整；
3、采用各种减少应力集中和提高强度的结构措施；4、便于加工制造和保证精度。
轴的分类：
常见的轴根据轴的结构形状可分为曲轴、直轴、软轴、实心轴、空心轴、刚性轴、挠性轴（软轴）。
直轴又可分为：
1、转轴，工作时既承受弯矩又承受扭矩，是机械中最常见的轴，如各种减速器中的轴等。
2、心轴，用来支承转动零件只承受弯矩而不传递扭矩，有些心轴转动，如铁路车辆的轴等，有些心轴则不转动，如支承滑轮的轴等。
3、传动轴，主要用来传递扭矩而不承受弯矩，如起重机移动机构中的长光轴、汽车的驱动轴等。轴的材料主要采用碳素钢或合金钢，也可采用球墨铸铁或合金铸铁等。轴的工作能力一般取决于强度和刚度，转速高时还取决于振动稳定性。
轴的结构设计应考虑如下几个问题。
(1)轴上零件的装配方案
装配方案就是轴上主要零件的装配方向、顺序和相互关系。轴上零件的装配方案决定着轴的基本形式。齿轮从右边装人还是左边装人对轴的结构有很大影响。
(2)轴上零件的定位
为了防止轴上零件受力时发生沿轴向或周向的相对运动，轴上零件除了有游动或空转的要求以外，都必须进行轴向和周向定位，以保证其准确的工作位置。
①零件的轴向定位轴上零件的轴向定位是以轴肩、套筒、轴端挡圈、轴承端盖、圆螺母等来保证的。
②零件的周向定位周向定位的目的是限制轴上零件与轴发生相对转动。常用的周向定位零件有键、花键、销、紧定螺钉以及过盈配合等，其中紧定螺钉只用在传力不大之处。
(3)各轴段直径和长度的确定
零件在轴上的定位和装拆方案确定后，轴的形状就大体确定。各轴段所需的直径与轴上的载荷大小有关。初步确定轴的直径时，通常还不知道支反力的作用点，不能决定弯矩的大小与分布情况，因而还不能按轴所受的具体载荷及其引起的应力来确定轴的直径。
但在进行轴的结构设计前，通常已能求得轴所受的扭矩。因此，可按轴所受的扭矩初步估算轴所需的直径。将初步求出的直径作为承受扭矩的轴段的最小直径dmin，然后再按轴上零件的装配方案和定位要求，从dmin处起逐一确定各段轴的直径。
(4)提高轴的强度的常用措施
轴和轴上零件的结构、工艺以及轴上零件的安装布置等对轴的强度有很大的影响，所以应在这些方面进行充分考虑，以提高轴的承载能力，减小轴的尺寸和机器的质量，降低制造成本。
①合理布置轴上零件以减小轴的载荷。
②改进轴上零件的结构以减小轴的载荷。
③改进轴的结构以减小应力集中的影响。
④改进轴的表面质量以提高轴的疲劳强度。
(5)轴的结构工艺性
轴的结构工艺性是指轴的结构形式应便于加工和装配轴上的零件，并且生产率高，成本低。一般地说，轴的结构越简单，工艺性越好。因此，在满足使用要求的前提下，轴的结构形式应尽量简化。
扩展资料
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、易于轴上零件精确定位、稳固、装配、拆卸和调整；
3、采用各种减少应力集中和提高强度的结构措施；
4、便于加工制造和保证精度。
1、滚动轴承的两端固定式结构简单，调整方便，一般为了补偿轴的受热伸长，轴承盖与外圈端面之间留有一定的补偿间隙，间隙值可用改变轴承盖和箱体之间的垫片厚度予以调整，适用于轴较短、工作中温度变化不大的场合；
2、一端固定另一端游动式适用于轴较长、工作中温度变化较大的场合，固定端轴承可承受双向轴向力，内外圈均需固定，游动端轴承可沿轴向自由游动，以补偿轴的热胀冷缩。
