Eine Nockenwelle ist Teil eines Kolbenmotors. Ihre Funktion besteht darin, das Öffnen und Schließen der Ventile zu steuern. Obwohl sich die Nockenwelle bei einem Viertaktmotor nur halb so schnell dreht wie die Kurbelwelle (bei einem Zweitaktmotor dreht sie sich mit der gleichen Drehzahl wie die Kurbelwelle), rotiert sie in der Regel mit hoher Drehzahl und benötigt ein hohes Drehmoment. Daher stellt die Nockenwellenkonstruktion hohe Anforderungen an Festigkeit und Stabilität. Sie wird üblicherweise aus hochwertiger Legierung oder legiertem Stahl gefertigt. Die Nockenwellenkonstruktion spielt eine wichtige Rolle bei der Motorkonstruktion, da das Bewegungsgesetz der Ventile die Leistung und die Betriebseigenschaften eines Motors beeinflusst.
Die Nockenwelle ist periodischen Stoßbelastungen ausgesetzt. Die Kontaktspannung zwischen Nockenwelle und Rotor ist sehr groß, und die relative Gleitgeschwindigkeit ist ebenfalls sehr hoch. Daher ist der Verschleiß der Nockenlauffläche relativ hoch. Daher sollten Nockenwellenzapfen und Nockenlauffläche eine hohe Maßgenauigkeit, geringe Oberflächenrauheit und ausreichende Steifigkeit aufweisen, aber auch eine hohe Verschleißfestigkeit und gute Schmierung gewährleisten.
Nockenwellen werden üblicherweise aus hochwertigem Kohlenstoffstahl oder legiertem Stahl geschmiedet, können aber auch aus legiertem oder Sphäroguss gegossen werden. Die Laufflächen von Zapfen und Nockenwelle werden nach der Wärmebehandlung poliert.
