汽油机凸轮轴上大都有驱动分电器、机油泵的螺旋齿轮和驱动汽油泵的偏心轮。在选用单体泵的柴油机上，凸轮轴上有驱动单体泵的偏心轮。
凸轮轴分整体式和组合式两种。整体式凸轮轴即凸轮、偏心轮等与轴模锻或铸造成一体。组合式凸轮轴则由芯轴、凸轮、支承轴颈、偏心轮等组成，联接方法有键联接、热压合作、钎焊、烧结等多种。组合式凸轮轴的长处是各组合件能够独立挑选适合的资料，削减凸轮轴加工余量，质量轻，心轴为钢管的凸轮轴能够省掉在轴中钻长油孔的工序。
凸轮轴的轴间尺度决定于发动机的总安置。凸轮轴直径的确认、支承数的挑选应确保凸轮轴的刚度。
凸轮轴的挠度可按自在支承于两支点并接受一个或多个会集载荷的双支梁核算。作用在凸轮上的力有：气门绷簧力Ps；气门头上的气体压力Pg；气门和气门绷簧组件的当量惯性力；摇臂惯性矩转化的当量惯性力；推杆和挺柱的惯性力。对OHC式安排作用在凸轮上的合力P为>
Gt、Gv、Gs、Gp——分别为挺柱、气门(包含气门锁铁和绷簧座)、气门绷簧、推杆的质量；
凸轮轴的最大挠度不允许超出0.03mm。下置凸轮轴多是每隔两缸设置一个支承，顶置凸轮轴高速内燃机大都选用全支承凸轮轴。
凸轮轴的直径dc(一般取为(0.25～0.35)D，D为气缸直径。凸轮的基圆应比最细部分直径大2～3mm。选用整体式凸轮轴轴承时，凸轮轴的装拆条件要求凸轮轴轴颈应增大到能使整根凸轮轴经过轴承孔。有时为使装置简单，各轴颈直径从轴的一端向另一端递减。
各气缸同名凸轮在轴上的相对方位取决于发动机的缸数、气缸摆放和发火次第。单列四行程发动机各缸同名凸轮间的夹角等于相应气缸发火距离角(曲轴角)的一半，二行程发动机则等于此角。在V型发动机中确认异列气缸同名凸轮相对方位时，还一定要考虑相应挺柱间的空间视点。
同一气缸进排气凸轮在轴上的相对角方位占取决于发动机的配气守时和驱动方法。当进排气门与发动机纵向成一列安置，凸轮外形又对称时，同一气缸进气凸轮极点落后于排气凸轮极点的视点为C时(图7-2)：
当进排气门与发动机纵向成双列安置，由一根凸轮轴驱动时(图7-18)，如排气门摇臂的滚轮超前于进气门摇臂的滚轮／角，则
因为配气安排作业时，凸轮与挺柱间的触摸面接受很大的压力，而因为零件的加工差错和变形，会使凸轮与挺柱之间构成点触摸，因而作业面上的触摸应力很高。
带有小锥度锥形的凸轮配用大半径球面挺柱，可使凸轮与挺柱触摸点违背挺柱轴线，使挺柱在作业中能慢慢滚动，磨损趋向均匀，且其触摸状况不会因凸轮与挺柱相倾斜而恶化，触摸应力会有所下降。
柱面凸轮配用平面桶形挺柱，不光能够补偿凸轮和挺柱之间的倾斜，还能够取得尽可能大的触摸面积，下降触摸应力。触摸应力的核算见第7．2．6节第5段。
因为凸轮与挺柱间的触摸应力很大，凸轮与挺柱作业面间的相对滑动速度又很高，散热条件又差，作业面冲突磨损很大，一定要确保杰出的动态光滑。关于凸轮与挺柱间的光滑特性和最小油膜厚度的核算将在7．6．4．4中进行具体的论说。
在已定凸轮与挺柱作业条件下，合理挑选凸轮与挺柱的资料配副和经过恰当的热处理得到适宜的金相安排，能够轻松又有效地下降凸轮和挺柱的前期磨损。
凸轮轴的资料大多用45、45Mn2中碳钢或15Cr、20、20Cr、20Mn2、20CrMnTi、20MnVB等低碳钢、球墨铸铁、冷激合金铸铁等制作。中碳钢凸轮轴一切作业外表和支承轴颈外表高频淬火，硬度HRC56～63。低碳钢凸轮轴用外表渗碳淬火，硬度HRC58～63。球墨铸铁凸轮轴用等温淬火使硬度到达HRCA3—50，或用外表淬火使硬度到达HRC48～55。冷激合金铸铁凸轮轴外表硬度可到达HRC45～55，可淬硬冷激合金铸铁凸轮轴的外表硬度HRC55。一般额外转速超越3000r/min的发动机的凸轮轴大都选用合金铸铁资料。现在国外选用冷激合金铸铁和可淬硬冷激合金铸铁资料的凸轮轴已占总产量的70％左右。
挺柱的硬度一般都需要在HRC50以上，挺柱硬度应比凸轮轴高3～7HRC。