轴的力学模型是梁、多数要转动，因此其应力通常是对称循环。轴上通常要安装一些带轮毂的零件，因此大多数轴应作成阶梯轴，切削加工量大。
设计者可根据轴的具体要求进行设计，必要时可做几个方案进行比较，以便选出设计方案，以下是一般轴结构设计原则：1、节约材料，减轻重量，尽量采用等强度外形尺寸或大的截面系数的截面形状；2、易于轴上零件定位、稳固、装配、拆卸和调整；3、采用各种减少应力集中和提度的结构措施；4、便于加工制造和精度。
轴类零件材料的选取，主要根据轴的强度、刚度、耐磨性以及制造工艺性而决定，力求经济合理。常用的轴类零件材料有 35、45、50优质碳素钢，以45钢应用为广泛。
轴类零件的毛坯常见的有型材（圆棒料）和锻件。大型的，外形结构复杂的轴也可采用铸件。内燃机中的曲轴一般均采用铸件毛坯。
