疲勞斷裂是軸的主要失效形式，在設計時應在結構方面采取措施，提高軸的疲勞強度。

1、合理布置軸上傳動零件的位置

當動力由兩個輪輸出時，應將輸入輪布置在兩輸出輪的中間，以減小軸上的轉矩。

2、合理設計軸上零件的結構

改進軸上零件的結構也可減小軸上的載荷。卷筒的輪數結構，b圖中卷筒的輪毅配臺面很長，如把輪毅配合面分成兩段，如圖所示，將減小軸的彎矩，與此同時還改善了軸孔配合。

3、減小應力集中

進行結構設計時，應盡量減小應力集中。

零件截面發生突然變化的地方，都會產生應力集中現象。因此對于階梯軸，階梯的變化應盡量小，并應在階梯變化處采用圓角過渡。在結構設計時應盡量采用較大的過渡圓角，當受結構限制不能用較大圓角過渡時，可采用過渡肩環（見圖8-13），或凹切圓角（見圖8-13b),從面增大軸肩四角，以減小局部應力。

當軸轂聯接采用過盈配合時，軸配合邊緣處為應力集中源。為了減小局部應力，除了在保證傳遞載肯的前提下盡量減少過盈量外，還可在軸上或輪毅上加工卸載槽（見圖8-13c,d)。

在軸上還應盡量避免開槽孔、切口或凹槽。對于安裝平鍵的軸槽，用盤銑刀加工的軸槽要比用端銑刀加工出的軸槽的應力集中小。

4、提高軸的表面質量

軸的表面質量對軸的疲勞強度有顯著的影響。經驗證明，疲勞裂紋常發生在表面***組糙的地方。采用表面強化，如輾壓、噴丸、表面淬火等，可以顯著提高軸的疲勞強度。