Часть толкателя, на которой расположен элемент высшей кинематической пары, называется башмаком.

Фазовые углы, их типовые названия:

j_у - фазовый угол удаления (подъема)толкателя;

j_д - фазовый угол дальнего стояния толкателя;

j_в - фазовый угол возвращения (опускания) толкателя;

j_б - фазовый угол ближнего стояния толкателя.

В данном случае возьмем копьевидный башмак (наконечник толкателя в виде копья) и хотя он не конструктивен, так как быстро изнашивается, но удобен для теории. В конструкциях кулачковых механизмов чаще используются башмаки в виде ролика или плоской тарелки. Как от копьевидного башмака перейти к ролику или тарелке рассмотрим позднее.  

Для построения диаграммы перемещения толкателя (точки А₂) выберем оси системы координат. Ось X перпендикулярна перемещению толкателя, а ось S перпендикулярна оси Х и проходит через точку О₁. S₀ – минимальное расстояние толкателя от оси вращения кулачка.

Строим диаграмму перемещений, для этого по оси абсцисс откладываем в масштабе фазовые углы j_у, j_g и j_в (при постоянной угловой скорости кулачка угол его поворота будет прямо пропорционален времени), а по оси ординат - перемещение точки А₂. Разбиваем фазовые углы удаления и возвращения, как на кулачковом механизме, так и на диаграмме, на равные части. В данном случае углы разбиты на 8 равных частей, что позволяет получить 9 точек на каждом фазовом углу. Для более точного построения диаграммы количество частей может быть увеличено. На кулачковом механизме проще разделить дуги окружности с радиусом r_min на фазовых углах удаления и возвращения и провести через полученные точки радиальные лучи, которые имитируют положение оси толкателя в обращенном движении. Измеряем расстояние от точки О₁ до точки А на оси толкателя в каждом его положении и откладываем на диаграмме. Можно измерять от окружности радиусом r_min до точки А (значения S-S₀) и откладывать на диаграмме от S₀.

Полученная диаграмма является функцией перемещения толкателя в зависимости от угла поворота кулачка, а при постоянной угловой скорости кулачка – в зависимости от времени. Для определения скорости и ускорения толкателя необходимо два раза продифференцировать по времени полученную функцию перемещения (графически или аналитически).

Где  и  - аналоги скорости и ускорения толкателя, которые не зависят от закона движения кулачка, а зависят только от его профиля.