凸輪軸是柴油發電機組氣門傳動組的組成結構之一，一般由鑄鋼或鍛鋼制成，同時凸輪和軸承表面會經過硬化處理，以提高抗磨能力，凸輪軸主要由凸輪軸頸、正時齒輪、凸輪、驅動齒輪和偏心輪等組成，如下圖所示。
凸輪用來控制進、排氣門的開關，凸輪數與進、排氣門數量一致。凸輪軸上通常有一些輔助設施，如柴油機凸輪軸上的偏心輪，用來帶動輸油泵或噴油泵，凸輪在凸輪軸上的相對位置，決定氣門開、閉時機，噴油泵凸輪相對位置和形狀決定供油規律和供油時機。另外，凸輪軸上還有一個齒輪，用于驅動分電器(如果使用)和機油泵。
凸輪軸通常通過凸輪軸正時齒輪由曲軸齒輪驅動，也有通過正時鏈條、傳動帶傳遞曲軸轉矩的。
氣門間隙一定時，氣門的升程取決于凸輪的高度。氣門開啟時間取決于凸輪頭部的角度，也叫夾角。凸輪的夾角是指凸輪曲線的起點和終點分別與圓心連線的夾角。在理論上此夾角應是90°，由于進、排氣門需要早開晚關，實際上都超過了90°。凸輪軸通過齒輪或鏈條由曲軸驅動。為減小磨損和噪聲，凸輪軸齒輪和曲軸齒輪多用不同材料制成，一般是曲軸齒輪用鋼，凸輪軸齒輪用鑄鐵或夾布膠木。
凸輪軸止推墊片。凸輪軸需要采取一些措施來控制其軸向推力。采用的方法之一是在凸輪軸齒輪和法蘭(加工在凸輪軸上)之間加一個止推墊片，止推墊片用螺栓擰在缸體上，以阻止凸輪軸發生任何軸向移動，在一些頂置凸輪軸的發動機上，止推墊片用螺栓直接擰在缸蓋上，下圖顯示了如何檢查凸輪軸和止推墊片之間的間隙。


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