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运动副及其类型约束力和受力图

目录contents运动副概述运动副类型及特点运动副的约束力分析运动副的受力图绘制运动副在工程中的应用总结与展望

CHAPTER运动副概述01

运动副是两个构件直接接触并能产生一定相对运动的连接。定义根据接触形式的不同，运动副可分为低副和高副两大类。低副包括转动副和移动副，高副包括点接触和线接触两种形式。分类定义与分类

作用运动副在机构中起着连接、支撑和传递运动及动力的作用。它是机构的基本组成要素之一，直接影响机构的运动性能和动力性能。重要性运动副的设计和选择是机构设计的重要环节。合理的运动副设计能够提高机构的运动精度、减小磨损、降低能耗，从而提高机构的整体性能和使用寿命。同时，对于高速、重载或高精度要求的机构，运动副的选择和设计尤为重要。运动副的作用与重要性

CHAPTER运动副类型及特点02

两个构件之间只能绕某一轴线作相对转动的运动副。定义约束力受力图约束力作用在垂直于转动轴线的平面内，且通过转动轴线。在受力图中，约束力用箭头表示，方向垂直于转动轴线，指向转动中心。030201转动副

两个构件之间只能沿某一轴线作相对移动的运动副。定义约束力作用在平行于移动轴线的方向上。约束力在受力图中，约束力用箭头表示，方向平行于移动轴线，指向移动方向。受力图移动副

两个构件之间只能绕某一球心作相对转动的运动副。定义约束力作用在通过球心的平面上，且方向垂直于该平面。约束力在受力图中，约束力用箭头表示，方向垂直于通过球心的平面，指向球心。受力图球面副

定义两个构件之间只能绕某一轴线作螺旋运动的运动副。约束力约束力作用在垂直于螺旋轴线的平面内，且通过螺旋轴线。受力图在受力图中，约束力用箭头表示，方向垂直于螺旋轴线，指向螺旋中心。同时，还需表示出螺旋运动的旋向和螺距等信息。螺旋副

CHAPTER运动副的约束力分析03

指物体受到周围物体对其运动或变形所施加的限制力。根据作用方式的不同，约束力可分为法向约束力、切向约束力和径向约束力。约束力的概念与分类分类约束力

计算方法根据运动副的几何形状、接触方式和摩擦条件等因素，采用力学原理进行求解。表示方法通常采用矢量图或受力图来表示运动副的约束力，其中矢量图可以直观地反映力的大小和方向，受力图则可以清晰地表达力的传递路径和分布情况。运动副约束力的计算与表示方法

不同类型运动副的约束力特点转动副约束力作用在接触点处，方向垂直于接触面并通过转动中心，大小与接触面的形状和摩擦条件有关。移动副约束力作用在接触面上，方向与接触面平行，大小与接触面的形状、摩擦条件和运动速度有关。球面副约束力作用在球面上，方向通过球心并垂直于接触点处的切线平面，大小与球面的半径、接触点的位置和摩擦条件有关。圆柱副约束力作用在圆柱面上，方向垂直于圆柱轴线并通过接触点处的切线平面，大小与圆柱面的半径、接触点的位置和摩擦条件有关。

CHAPTER运动副的受力图绘制04

用图形表示物体受到的力及其方向、作用点的图形称为受力图。受力图定义根据力的三要素（大小、方向、作用点）用箭头表示力的方向，线段长度表示力的大小，作用点用点的位置表示。绘制方法受力图的基本概念与绘制方法

绘制步骤确定研究对象，即需要分析受力的物体。分析物体受到的主动力和约束力。运动副受力图的绘制步骤与技巧

选择合适的比例尺，确定力的作用点和方向。用箭头和线段绘制出物体受到的力。绘制技巧运动副受力图的绘制步骤与技巧

保持图形清晰、易读，箭头和线段要规范。注意力的作用点和方向要准确。对于复杂的受力情况，可以采用分解或合成的方法简化图形。运动副受力图的绘制步骤与技巧

转动副允许两个构件绕公共轴线转动，其受力图包括径向力和轴向力。径向力垂直于轴线，轴向力平行于轴线。转动副受力图移动副允许两个构件沿公共导轨面作相对移动，其受力图包括正压力和摩擦力。正压力垂直于导轨面，摩擦力平行于导轨面。移动副受力图球面副允许两个构件绕公共球心作任意角度的转动，其受力图包括径向力和切向力。径向力通过球心，切向力垂直于通过球心的平面。球面副受力图典型运动副受力图实例分析

CHAPTER运动副在工程中的应用05

机械设计中的运动副选择与设计原则运动副类型选择根据机械系统的运动需求和约束条件，选择合适的运动副类型，如转动副、移动副等。设计原则确保运动副满足功能需求，具有足够的强度、刚度和耐磨性，同时考虑制造成本和装配便利性。

实例二工业机器人中的移动副，通过导轨和滑块的配合实现机械臂的直线运动。分析方法运用力学原理对运动副进行受力分析，绘制受力图以明确约束力和驱动力。实例一汽车转向机构中的转动副，通过轴承和轴的连接实现转向轮的转动。工程实例中运动副的应用与分析

优化设计通过改进材料、结构、制造工艺等方面，提高运动副的性能和使用寿命。创新趋势探索新型运动副的设计和应用，如柔性运动