凸轮机构是机械设计中实现从动件周期性运动（如往复直线运动、摆动）的常用机构，广泛应用于内燃机配气机构、机床进给机构、自动化生产线等领域，其设计方案需满足从动件的运动规律要求，运动精度优化则是确保机构稳定运行的关键。凸轮机构的设计方案主要包含凸轮轮廓设计、从动件结构设计与材料选择三部分，凸轮轮廓设计需根据从动件的运动规律（如等速运动、等加速等减速运动、简谐运动）确定，等速运动规律的凸轮轮廓加工简单，但从动件在运动起始与终止位置会产生刚性冲击，适用于低速、轻载场合；等加速等减速运动规律可避免刚性冲击，适用于中速场合；简谐运动规律则无冲击，适用于高速、高精度场合，如高速冲床的凸轮机构。​

从动件结构设计需根据运动形式选择，如往复直线运动常选用尖顶从动件（结构简单但磨损快）、滚子从动件（磨损小、寿命长，应用广泛）或平底从动件（受力平稳、效率高，适用于高速）；摆动从动件则需根据摆动角度与空间布局确定结构尺寸。材料选择需考虑凸轮与从动件的耐磨性，凸轮常用 40Cr 经淬火回火处理（表面硬度 HRC50-55），或选用 20CrMnTi 经渗碳淬火处理（表面硬度 HRC58-62）；从动件滚子则常选用 GCr15 轴承钢，确保良好的耐磨性与疲劳强度。运动精度优化需重点控制凸轮轮廓的加工精度与装配精度，凸轮轮廓的加工误差会直接导致从动件运动误差，需通过数控铣削、磨削等高精度加工工艺控制轮廓公差，一般凸轮轮廓公差控制在 IT8-IT7 级；装配时需保证凸轮轴线与从动件运动方向的平行度，避免因装配偏差产生附加力，同时需合理设计凸轮机构的润滑系统，采用油脂润滑或油雾润滑，减少摩擦磨损，提升运动稳定性，此外，可通过在从动件与机架之间设置导向装置，限制从动件的侧向位移，进一步优化运动精度。