传动轴主要承受扭转变形，依据圆轴扭转切应力分布原理：横截面上切应力沿半径线性分布，圆心处切应力为零，截面边缘切应力最大。实心轴中心大部分材料几乎不承受剪力，材料利用率极低；空心轴将材料布置在高应力的外缘区域，同等用料下抗扭截面系数更大，承载能力更强。 同时依据弯曲与扭转组合变形理论，空心轴自重更小，减小轴自身弯矩带来的附加应力，临界转速更高，不易发生共振失稳，兼顾轻量化与力学性能，因此机械传动轴普遍采用空心圆轴。
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