Перед ответом на вынесенный в заголовок вопрос нелишне произвести краткий этимологический экскурс в историю происхождения обоих интересующих слов.
Что есть ось?
Слово «ось» по этимологии восходит к праславянскому «ость» — то есть срединная линия (любопытно, что в ботанической среде термин так и продолжает использоваться — а ещё его до сих пор можно встретить в описании типов ворсинок натурального меха). Применительно к технике, в современном понимании ось обозначает некий стержень (причём может он быть как цельным, так и пустотелым), на который «нанизывается» стороннее тело, которому затем придаётся вращение. Отсюда сразу же следует, что ось может быть как самостоятельно вращающейся, так и неподвижной относительно «нанизанного» на неё предмета.
Ось качания
Попутно весьма любопытно будет отметить, что зачастую даже в технической литературе в качестве фактического синонима слову «ось» встречается использование слова «шпиндель» (восходит к немецкому Spindel, обозначающему веретено) — что по смыслу совершенно неверно (см. разъяснение ниже).
Ось переднего колеса
Что есть вал?
Слово «вал» также имеет праславянские корни (наличествует практически во всей группе славянских языков) и по смыслу относится к чему-то более крупному, округлому и перемещающемуся (катящемуся) — сравните, например, происходящую от него волну и цилиндрический валёк для отжима белья или раскатывания теста. Применительно к современному техническому пониманию термина, вал обозначает специализированную деталь машины, конструктивно предназначенную для передачи вращающего момента от/к расположенных на нём деталей и точек закрепления (опор).
Вал заднего хода
Обратите внимание, что технологически вал совершенно не обязательно «прямой и гладкий»: достаточно взглянуть на коленчатый вал (коленвал) в любом поршневом двигателе внутреннего сгорания в автомобиле. Конструкционно вал также может быть как пустотелым, так и цельным, гладким/ступенчатым и даже полностью гибким: любители раритетных авто немедля вспомнят культовые модели с гибким валом вместо карданной передачи (карданного вала), а более «приземлённые» — малоприятный зубоврачебный кабинет с бормашиной, где вращение зубному бору передаётся именно очень длинным гибким валом, вращающемся на большой скорости (вплоть до десятка тысяч оборотов в минуту!) Впрочем, ту же конструкцию можно наблюдать и у более «приятного» устройства — ручной гравировальной машинки, которой наносятся поздравительные/дарственные надписи на самые разнообразные вещи и подарки.
Особенности эксплуатации
Из сравнения вышеприведённых описаний уже видно кардинальное отличие любого используемого в технике вала от оси: вал обязательно служит для передачи крутящего момента (силового воздействия) от контактирующих с ним сопряжённых деталей — это особенно наглядно в случае гибкого вала. Исходя из этого столь же сильно различаются и конструкционно-технологические параметры этих двух типов деталей: ось противодействует изгибающему её механическому усилию, в то время как вал испытывает нагрузку на скручивание. Соответственно, сильно различаются и технологические режимы обработки и сами конструкционные материалы, используемые в обоих случаях.
Из вышесказанного также совершенно очевидно, что упомянутый ранее термин «шпиндель» никоим образом не может быть синонимом термину «ось», причём совершенно не важно, о каком именно из всех возможных технических шпинделей идёт речь:
- Шпинделе в металлообрабатывающем станке, где закрепляется обрабатываемая заготовка.
- В некоторых типах трубопроводной арматуры.
- Шпинделе компьютерного жёсткого диска, на котором закрепляется пластина (пакет пластин) для чтения-записи информации.
- Определённой вращающейся рабочей части любого станка для шлифовки — и так далее.
Резюме
Основное назначение оси — удержание в определённом месте и положении насаженной на неё другой вращающейся детали, при этом ось не служит для механической передачи силового (крутящего) момента вдоль себя, а лишь противоборствует изгибающему её внешнему усилию. Отсюда следует, что «правильная» ось во время работы — всегда прямая, а возможный остаточный прогиб — суть дефект, возникший из-за эксплуатации оси на запредельных (нерасчётных) режимах. Вал же изначально ориентирован на передачу механической энергии вдоль своей длины и поэтому должен максимально надёжно противостоять распространяющемуся по нему скручивающему усилию — для чего ему быть прямым и максимально твёрдым совершенно не обязательно.
