Исходным условием синтеза кулачкового механизма является соотношение между текущим θ_i и допустимым [θ] углами давления в контакте кулачка и толкателя θ_i ≤ [θ]. Стремление создать механизм с малыми габаритами, приемлемым КПД при отсутствии заклинивания толкателя приводит к необходимости ограничивать допускаемый угол давления: [θ] = 30^o для поступательно-движущегося и [θ] = 45^o для вращающегося толкателя. Используя эти значения углов, находят основные размеры механизма. Для поступательно движущегося толкателя это минимальный (начальный) радиус кулачка  и смещение  толкателя. Они связаны с кинематическими параметрами механизма уравнением: .

Определим угол φ´_Э поворота кулачка, при котором его начальный радиус R_0Э должен быть наибольшим. Взяв частную производную  и приравняв ее нулю, находим соотношение . Для выбранного закона аналога ускорения толкателя S_i" решением уравнения находим угол Ø_Э поворота кулачка из соотношения:

.

Решив равенство, находим . Для механизма с вращающимся толкателем начальный радиус кулачка R₀ и межосевое расстояние l₀ связаны с кинематическими параметрами механизма уравнением:

Исследованием уравнения на максимум найдем выражение для определения максимального значения радиуса R₀ и межосевого расстояния l₀, используя их определим координаты профиля кулачка.