凸轮机构由于其结构简单、紧凑,兼有传动、导引及控制机构的各种功能,所以在各种自动机械,特别是自动控制装置中获得广泛的应用,成为现代化机械设备不可或缺的机构之一。如何提升凸轮机构的运动特性,降低制造成本,实现凸轮机构的高效设计等成为近年来的研究热点。基于此,本文进行了如下几方面内容的研究。首先,通过对凸轮轮廓具有重要影响的从动件运动规律及其特性的研究,制定了合适的运动规律选择原则。同时归纳和总结了影响凸轮轮廓设计的主要参数,建立了相应的优化设计模型,完成了主要参数的优化,编制了相应的参数化设计模块。其次,建立了凸轮机构的动力学系统模型和相应方程,推导了保证从动件输出端的运动规律精确再现下凸轮与从动件接触处的运动规律表达式,以此为依据完成了凸轮轮廓的设计,讨论了机构工作频率对凸轮轮廓的影响,并编制了凸轮轮廓的设计模块,为设计凸轮机构提供了可靠的依据。再次,以前述动力学模型为基础,建立了凸轮与从动件的接触应力和凸轮轮廓接触变形的分析模型,提出将接触变形融入凸轮轮廓表面粗糙度的设计思想,建立了相应的凸轮轮廓表面粗糙度修正计算方法,实现了凸轮轮廓加工精度等级的合理设计。最后,利用MATLAB中的图形用户界面Gui设计模块,编制了界面简单、友善的凸轮轮廓参数化设计软件,并用实例验证了软件的有效性和可靠性。实例结果表明,该设计理念可精确保证凸轮机构从动件运动特性,且使凸轮轮廓表面粗糙度要求适度放宽,提高了凸轮轮廓设计效率、降低了加工制造成本,对提升凸轮机构研发水平具有一定的指导作用。