凸輪機構是機械設計中實現從動件周期性運動（如往復直線運動、擺動）的常用機構，廣泛應用于內燃機配氣機構、機床進給機構、自動化生產線等領域，其設計方案需滿足從動件的運動規律要求，運動精度優化則是確保機構穩定運行的關鍵。凸輪機構的設計方案主要包含凸輪輪廓設計、從動件結構設計與材料選擇三部分，凸輪輪廓設計需根據從動件的運動規律（如等速運動、等加速等減速運動、簡諧運動）確定，等速運動規律的凸輪輪廓加工簡單，但從動件在運動起始與終止位置會產生剛性沖擊，適用于低速、輕載場合；等加速等減速運動規律可避免剛性沖擊，適用于中速場合；簡諧運動規律則無沖擊，適用于高速、高精度場合，如高速沖床的凸輪機構。​

從動件結構設計需根據運動形式選擇，如往復直線運動常選用尖頂從動件（結構簡單但磨損快）、滾子從動件（磨損小、壽命長，應用廣泛）或平底從動件（受力平穩、效率高，適用于高速）；擺動從動件則需根據擺動角度與空間布局確定結構尺寸。材料選擇需考慮凸輪與從動件的耐磨性，凸輪常用 40Cr 經淬火回火處理（表面硬度 HRC50-55），或選用 20CrMnTi 經滲碳淬火處理（表面硬度 HRC58-62）；從動件滾子則常選用 GCr15 軸承鋼，確保良好的耐磨性與疲勞強度。運動精度優化需重點控制凸輪輪廓的加工精度與裝配精度，凸輪輪廓的加工誤差會直接導致從動件運動誤差，需通過數控銑削、磨削等高精度加工工藝控制輪廓公差，一般凸輪輪廓公差控制在 IT8-IT7 級；裝配時需保證凸輪軸線與從動件運動方向的平行度，避免因裝配偏差產生附加力，同時需合理設計凸輪機構的潤滑系統，采用油脂潤滑或油霧潤滑，減少摩擦磨損，提升運動穩定性，此外，可通過在從動件與機架之間設置導向裝置，限制從動件的側向位移，進一步優化運動精度。