比较了空心轴和实心轴的抗弯和抗扭截面系数，发现相同外径的空心轴和实心轴在传递扭矩、弯矩和弯扭复合的功能时差别不大，但空心轴能大幅降低轴的重量，故空心轴的应用受到了越来越多的重视，急需解决空心轴的成形问题。对空心轴的成形方法做了归纳总结，简要分析了锻造+机加工、径向锻造、旋转锻造、挤压或挤压+机加工、楔横轧、强力旋压、 旋转压缩、内高压成形、横轧+轴向穿孔、注射锻造、静液挤压+内高压成形等的原理和特点，并对几种常用成形方法在坯 料形式、成形温度、润滑、成形道次、尺寸精度、表面质量和成形周期等方面进行了比较。未来对空心轴的需求会越来越多， 成形方法也将向高效、精密、柔性的方向发展。

    几乎在所有的机械产品中都存在着机械传动装置，不同 传动机构或装置有不同需求。如有些需要大传动比的减速机 构，有些需要较长的传动轴，有些需要减轻自身的重量而使 用空心轴传动等。并且在机械制造中，减轻重量，节约材料 几乎是每个设计工作者所要追求的目标之一，
  轴是组成机械的重要零件之一，各类做回转运 动的传动零件都是通过轴来支承传动零件、传递运动 和动力的。按照轴所受载荷的不同，可将轴分为：只 承受弯矩、不传递扭矩的心轴，如高铁的轮轴；只传 递扭矩、不承受弯矩的传动轴，如汽车的传动轴；既传递扭矩又承受弯矩的转轴，如汽车变速箱轴。对于某些轴的它受力与其所受的扭矩相比较可以忽略的情形，从减轻 重量节约材料的角度考虑，将其设计成空心是相当必要的[1]。 由于横截面上的剪应力沿半径方向是按线性布，圆心附近 的应力很小，即圆心附近的材料没有充分发挥其应有的性能 [2]。这一理论早被人们所熟悉，并且得到广泛的应用，如飞机、 轮船、汽车等运输机械的某些传动轴为了减轻其质量都设计 为空心的。但是按照传统的设计方法和设计技术是不可能在 满足使用强度的条件下达到最低质量的，因为这样设计的计 算量非常大，由原来的人工计算几乎是不可能完成的[3]。只 有在计算机技术和软件技术高度发达的今天，才能解决手工 难以计算的高次方方程，使优化设计的设计方案得以实现[4]。
   与实心轴相比，在保证使用要求的情况 下，空心轴拥有以下优点：（1)减少材料消耗、降 低轴的重量；（2)对于高转速的零件，空心轴的转 动惯量小；（3)减少振动。对交通工具如汽车、高铁和飞行器等，空心轴的优越性尤为明显对实心轴和空心轴在传递弯矩和扭 矩时的效果做了对比，发现外径相同的空心轴和实 心轴在使用功能上差别不大，但重量却能大幅降低， 对于轻量化有着重要的意义，为此空心轴的成形受 到了越来越多的重视。空心轴的成形方法有：锻 造+机加工、径向锻造、旋转锻造、挤压+冲孔 (钻孔）、楔横乳、内高压成形、剪切旋压、乳挤成 形等，比较成熟的方法有锻造+机加工、径向锻造、 旋转锻造、挤压等。未来随着轻量化的发展，对空 心轴的需求会越来越多，成形方法将向高效、精密、 柔性的方向发展.

    空心传动轴的设计既需要传统的设计理念同时需要新的 设计工具和设计方法，特别是现代的计算机技术和软件技术， 以及优化设计理念、计算方法。本文中对空心传动轴的优化 设计结果显示新型的设计理念、设计方法以及设计工具对现 代机械产品的设计有很大的帮助，能够大幅度提升设计效率 和产品的设计质量，并且还可以提升产品的经济性和实用性。