如果已经根据工作要求和结构条件选定了凸轮机构的形式、基本尺寸、推杆的运动规律和凸轮的转向，就可以进行凸轮轮廓曲线的设计了。
凸轮轮廓线的设计方法有图解法和解析法两种。图解法比较直观，概念清晰，但作图误差较大，适用于设计精度要求较低的凸轮和一些圆弧直线凸轮。掌握图解法有助于理解图轮廓线设计原理及一些基本概念。解析法是列出凸轮扩西安方程，通过计算求得轮廓选上一系列点的坐标值，这种方法适宜在计算机上计算，并在数控机床上加工凸轮轮廓。无论是采用做图法还解析法设计凸轮轮廓曲线，其所依据的基本原理都是反转发原理。下面对此原理加以介绍。
反转法的依据是相对运动不变的原理。相对运动不变原理的基本思想是：在给定机构中，是整个机构按照某一运动规律运动，则机构中各个构件之间的相对运动关系不变。根据分析可知，在设计凸轮轮廓线时，可假设凸轮静止不动，而使推杆相对凸轮作反转运动；同时又在其轨道内作往复运动，做出推杆在这种复合运动中的一些列位置，则其尖顶的轨迹就是所要求的凸轮轮廓线，这种设计凸轮轮廓线的方法称为反转法。
用作图法设计凸轮轮廓线。直动尖顶推杆盘型凸轮机构，在设计凸轮的轮廓时，需选取适当的比例尺，根据已知的机圆半径和偏距作出机缘和偏距圆，然后才能运用上述反转法进行作图。凸轮轮廓线的做法。确定推杆在反转运动中占据的各个位置。计算推杆反转运动中的预期位移。确定推杆在复合运动中一次占据的位置。其他类型凸轮结构的轮廓曲线的设计，同样可根据反转法进行，下面将介绍各自的特点。
直动滚子推杆盘形凸轮机构，在设计凸轮机构的图轮廓线时，可首先将滚子中心视为尖顶推杆的尖顶，按前述方法定出滚子中心在推杆复合运动中的额轨迹。直动平底推杆盘形凸轮机构，在设计这种凸轮轮廓线时刻将推杆导路的中心线与推杆平底的交点视为尖顶推杆尖顶，按前述作图方法作图。