与相同外径的实心轴相比，空心轴具有以下显著优势：

更高的刚度-重量比：

扭转刚度：轴的抗扭刚度与横截面的 “惯性矩” 成正比。对于环形截面，在材料分布远离中心时，惯性矩加大得非常显著。这意味着，在重量相同的情况下，空心轴的抗扭转变形能力远强于实心轴。 或者说，达到相同刚度时，空心轴更轻。

弯曲刚度：同理，其抗弯刚度（惯性矩）也更高。

减轻重量：

直接减少了旋转部件的转动惯量，这对于需要频繁启停、加速或反转的设备（如机床主轴、机器人关节、赛车传动轴）至关重要，能 降低驱动能耗，提高动态响应速度。

对于航空航天、汽车等对重量敏感的领域，减重意义重大。

实现多功能集成与内布置：

空腔可以作为一个天然通道，用于：

布设管线：通过油管、气管、电线、光缆，为远端提供润滑、冷却、动力或信号。

作为流体通道：本身就是液压或气压系统的输送管道。

安装其他部件：如将拉杆、测量传感器或冷却导管从内部穿过。

更好的材料利用率与散热：

将材料用到“刀刃”上，更符合等强度设计原则。

空腔可以促进空气流动，或作为冷却液的通道，有助于散热。