Die Nockenwelle ist ein Bauteil eines Kolbenmotors. Ihre Funktion besteht darin, das Öffnen und Schließen der Ventile zu steuern. Obwohl sich die Nockenwelle in einem Viertaktmotor mit der halben Drehzahl der Kurbelwelle dreht (in einem Zweitaktmotor dreht sie sich mit der gleichen Drehzahl wie die Kurbelwelle), arbeitet sie üblicherweise mit hoher Drehzahl und benötigt ein hohes Drehmoment. Daher muss die Nockenwelle besonders robust und stabil konstruiert sein. Sie wird in der Regel aus hochwertigem legiertem Stahl oder einer Legierung gefertigt. Die Nockenwellenkonstruktion spielt eine entscheidende Rolle bei der Motorenentwicklung, da die Ventilbewegung die Leistung und die Betriebseigenschaften des Motors maßgeblich beeinflusst.
Die Nockenwelle ist periodischen Stoßbelastungen ausgesetzt. Die Kontaktspannung zwischen Nocken und Nockenwelle ist sehr hoch, und die relative Gleitgeschwindigkeit ist ebenfalls sehr hoch, wodurch der Verschleiß der Nockenlauffläche relativ stark ist. Daher müssen Nockenwellenzapfen und Nockenlauffläche eine hohe Maßgenauigkeit, geringe Oberflächenrauheit und ausreichende Steifigkeit aufweisen sowie eine hohe Verschleißfestigkeit und gute Schmierung gewährleisten.
Nockenwellen werden üblicherweise aus hochwertigem Kohlenstoff- oder legiertem Stahl geschmiedet, können aber auch aus legiertem oder Kugelgraphitguss gegossen werden. Die Arbeitsfläche des Zapfens und der Nockenwelle wird nach der Wärmebehandlung poliert.
