常见的约束类型
机械设计基础：约束的基本类型
约束的基本类型
柔性约束
光滑面约束
铰链约束
固定端约束
柔性约束
概念
由绳索、链条、传动带等形成的约束称为柔性约束
特点
只能限制沿物体沿柔索伸长方向的运动
约束力方向 沿柔体的中线，背离被约束物体。常用符号FT表示
柔性约束
FT
FT
柔性约束
A B
FTAC
D FTB
FTC
FTD
光滑面约束
概念
B A
B
在此处键入公式。
A
FNA
FNB
总结： 柔性约束的约束反力沿着柔体背离被约束物体 光滑面约束的约束反力沿着公法线方向指向被约束物体
Thank You
两个相互接触的物体，如果接触面上的摩擦力很小而略 去不计，那么由这种接触面所构成的约束，称为光滑面 约束。
光滑面约束
特点
只能限制物体在接触点沿公法线指向约束物体的运动
公法线
公法线 公切线
光滑面约束 约束力方向 沿接触点公法线，指向被约束物。常用符号FN表示
FN
FN
实例分析
直杆放在光滑地面及墙角，请画出约束反力
zwcad 几何约束
zwcad 几何约束
ZWCAD是一款流行的计算机辅助设计（CAD）软件。
它提供了多种几何约束工具，用于帮助用户在绘制和编辑图形时确保几何关系的准确性。
以下是一些常见的几何约束类型：
1. 水平约束：将选定的线段或对象与水平方向对齐。
2. 垂直约束：将选定的线段或对象与垂直方向对齐。
3. 平行约束：将选定的线段或对象与另一个线段或对象保持平行。
4. 垂直于约束：将选定的线段或对象与另一个线段或对象保持垂直。
5. 距离约束：指定两个点之间的固定距离。
6. 角度约束：指定两条线段或对象之间的固定角度。
7. 切线约束：将一条线段或对象与曲线或圆上的点相切。
8. 对称约束：将选择的对象与另一个对象相对称。
9. 关联约束：将对象的某个点与其他对象的点或线段绑定，使它们保持同步。
这些几何约束工具可帮助用户在绘图过程中轻松地创建和
修改几何图形，并确保其符合设计要求和几何关系。
在ZWCAD中，你可以使用这些约束工具来限制和控制对象之间的相对位置和
行为，以便更高效地完成设计任务。
约束类型的使用
学习目标
• 了解常用约束类型种类 • 掌握距离约束的使用方法 • 掌握平行约束的使用方法 • 掌握重合约束的使用方法 • 掌握共面约束的使用方法
学习内容
零件的装配过程，实际上就 是一个约束限位的过程，根据不 同的零件模型及设计需要，选择 合适的装配约束类型，从而完成 零件模型的定位。一般要完成一 个零件的完全定位，可能需要同 时满足几种约束条件。要选择装 配约束类型，只需在元件放置操 控板的约束类型栏中，单击按钮 ，
三、平行约束
使用“平行”(Parallel) 约束，可平行于装配参考 放置元件参考。“平行”(Parallel) 约束的参考可以是 线对线、线对平面或平面对平面。 在下图中，小方块的表面 (绿色) 与选定的装配表面 (绿 色) 平行。
四、重合约束
使用“重合”(Coincident) 约束，可将元件参考定 位为与装配参考重合。“重合”(Coincident) 约束的参 考可以为点、线、平面或平面曲面、圆柱、圆锥、曲线上 的点以及这些参考的任意组合。 在下图中，小方块的底面与装配参考的顶面重合。
七、相切约束
用“相切 ”(Tangent) 约束控 制两个曲面在切点的 接触。该约束的一个 应用实例为凸轮与其 传动装置之间的接触 面或接触点。
一、距离约束
使用“距离”(Distance) 约束，可将元件参考定位 在距装配参考的设定距离处。“距离”(Distance) 约束 的参考可以为点对点、点对线、线对线、平面对平面、平 面曲面对平面曲面、点对平面或线对平面。
一、距离约束
使用“距离”(Distance) 约束，可将元件参考定位 在距装配参考的设定距离处。“距离”(Distance) 约束 的参考可以为点对点、点对线、线对线、平面对平面、平 面曲面对平面曲面、点对平面或线对平面。
1.3-约束的基本类型与约束反力
1.3约束的基本类型与约束反力· 自 由 体 可以任意运动（获得任意位移）的物体 约束施加于被约束物体的力（是被动力）· 约 束 限制物体运动的周围物体· 大 小 常常是未知的· 非自由体 运动（位移）受到某些限制的物体 约 束· 方 向 总是与约束所限制的物体的运动方向相反 · 作用点 在物体与约束相接触的那一点一、基本概念约 束 力TF1F 2F 由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束。
绳 索胶 带【注意】柔索只能受拉力，所以它们的约束力是作用在接触点处，方向沿柔索背离被约束物体。
二、约束常见类型1. 柔体约束1F 2F 【注意】胶带对轮的约束力沿轮缘切线方向，为拉力。
3F 4F 1F2F3F 4F 1. 柔体约束1. 柔体约束约束特性：只能阻碍被约束物体沿柔索伸长的方向，即只能承受拉力，而不能抗压。
约束反力：通过柔索和被约束物体的接触点，沿柔索本身而背离被约束的物体，只能是拉力。
NF NF NF 法线法线法线由完全光滑的刚性接触面表面构成（忽略摩擦）。
2.光滑接触面约束约束特性: 只能阻碍被约束物体沿着接触点公法线向约束内部的位移,而不能阻碍物体沿接触点切线方向的位移。
约束反力: 作用于接触点处，方向沿接触点的公法线而指向被约束体，为压力。
法向约束力F N O切线公法线F N2.光滑接触面约束有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）BACABCAF BF CF 【思考题】2.光滑接触面约束将两个构件钻有同样大小的孔，并用圆柱销钉穿入圆孔，将两个物体连接起来。
ACBF/ACyF/ACx F/ABxF/AByF ACyF ACxBAF AByF ABxCA【注意】两个构件之间并没有直接接触，而是构件AB的销钉孔和销钉，销钉和构件AC的销钉孔直接接触。
而销钉同时受到两构件的作用力而平衡。
3.光滑圆柱铰链约束约束特性：被约束构件只能绕销钉轴线转动和沿销钉轴线方向的移动，但不能在与销钉轴线相垂直的任何方向上运动（即沿径向）。
四种常见约束类型的约束反力精品资料
四种常见约束类型的约束反力工程中约束的种类很多，对于一些常见的约束，根据其特性可归纳为下列四种基本类型。
一、柔性约束（柔索）1、组成：由柔性绳索、胶带或链条等柔性物体构成。
2、约束特点：只能受拉，不能受压。
3、约束反力方向：作用在接触点，方向沿着柔体的中心线背离物体。
通常用ＦＴ表示。
见图1-8二、光滑面约束（刚性约束）1、组成：由光滑接触面构成的约束。
当两物体接触面之间的摩擦力小到可以忽略不计时，可将接触面视为理想光滑的约束。
2、约束特点：不论接触面是平面或曲面，都不能限制物体沿接触面切线方向的运动，而只能限制物体沿着接触面的公法线指向约束物体方向的运动。
3、约束反力方向：通过接触点，沿着接触面公法线方向，指向被约束的物体，通常用ＦN表示。
三、光滑圆柱形铰链约束1、组成：两物体分别钻有直径相同的圆柱形孔，用一圆柱形销钉连接起来，在不计摩擦时，即构成光滑圆柱形铰链约束，简称铰链约束。
2、约束特点：这类约束的本质为光滑接触面约束，因其接触点位置未定，故只能确定铰链的约束反力为一通过销钉中心的大小和方向均无法预先确定的未知力。
通常此力就用两个大小未知的正交分力来表示。
如图1－１０所示。
3、铰链约束分类：这类约束有连接铰链、固定铰链支座、活动铰链支座等。
（1）连接铰链（中间铰链）约束两构件用圆柱形销钉连接且均不固定，即构成连接铰链，其约束反力用两个正交的分力Ｆx和Ｆy表示，２. 固定铰链支座约束如果连接铰链中有一个构件与地基或机架相连，便构成固定铰链支座，其约束反力仍用两个正交的分力Ｆx和Ｆy 表示., 如图1－１1所示。
固定铰支座的几种表示3.活动铰链支座在桥梁、屋架等工程结构中经常采用这种约束。
在铰链支座的底部安装一排滚轮，可使支座沿固定支承面移动，这种支座的约束性质与光滑面约束反力相同，其约束反力必垂直于支承面，且通过铰链中心。
见图1-12四、固定端约束固定端约束能限制物体沿任何方向的移动，也能限制物体在约束处的转动。
107常见的约束类型
等待就是浪费青春
制：张启才
2.常见有几种约束？其约束反力的作用点及方向？ 1.柔体约束
柔软的绳索、链条、皮带等用于阻碍物体 的运动时，都称为柔体约束。 (a)
主要作用：只限制物体沿着柔体约束中心 线离开柔体约束的运动，而不能限制物体 其他方向的运动。 约束反力方向：通过接触点，沿着柔体约 束中心线且为拉力，用FT 表示。
FNAY A A FNAX
A
②铰链支座
③活动铰支座（辊轴支座）
4.链杆约束
两端以铰链与其它物体连接中间不受力且不计自重的刚性直杆称链 杆.
主要作用：只限制物体沿着链杆中心线的运动或离开链杆的运动， 而不能限制其他方向的运动。
约束反力方向：沿着链杆中心线，指向未定，或为拉力，或为压力， 用FN表示。 A B B FNB
o
W
A
o
W
A
FNA
G G FN FN FNA FNB
3.圆柱铰链约束
圆柱铰链简称铰链，是由一个圆柱形销钉插入两个物体的圆孔中构 成，并且认为销钉和圆孔的表面都是光滑的. 主要作用：销钉只能限制物体在垂直于销钉轴线平面内任意方向的相 对移动，而不能限制物体绕销钉的转动 . 约束反力方向：沿接触面某点公法线过铰链的中心，但约束反力方向 不能确定。为计算方便，铰链约束的约束反力常用过铰链中心两个大小 未知的正交分力FCx、FCy来表示。
C
C FNC
FT O W
(b)
(c)
O W 图1-10 柔体约束
Байду номын сангаас
由柔绳、胶带、链条等形成的约束称为柔体约束。由于柔体只能拉物体，不能 压物体，所以它们的约束反力是作用在接触点，方向沿着柔体约束的中心线背 离物体（拉力） 。
常见的约束类型
约束和约束反力1.限制物体位移的周围物体称为该物体的约束.（放在桌子上的书，轨道支撑车轮,轴承限制轴）2.结束物体的作用称为该物体的约束反力.（桌子对书,轨道对车轮，轴承对轴的作用力）3.位移受到限制的物体称为非自由体（书,车轮，轴）图3曲柄冲结束约束反力的方向一定与约束所能限制物体位移的方向相反.4.空间的位移不受任何限制称为自由体.（飞机,炮弹,火箭）二、几种常见的约束类型1.柔体约束由柔软的绳索、链条或胶带等构成的约束。
由于柔体只能限制物体沿柔体伸长方向运动，故只能承受拉力约束反力特点：作用点在柔体与被约束物体接触处，作用线沿柔体中心方向背离被约束物体。
柔体约束只能承受拉力2.光滑接触表而的约束光滑接触而约束时，不论接触面形状如何，都不能限制物体沿接触而切线方向运动，而只能限制物体沿接触而公法线方向运动图1-19光滑接触而约束图1-20齿面约束约束反力的特点：通过接触点，沿接触而公法线方向指向被约束物体3.光滑较链约束较链：工程中常见约束，有两个钻有圆孔的构件和圆柱形销子所构成1-销钉2-构件图1-21较链约束此类约束只能限制物体在垂直于销钉轴线的平而内移动而不能限制绕销钉转动约束反力的特点当外力作用在垂直销钉轴线的平面内时，约束反力过较链的中心，指向不定，可以用正交分解的两个分力来表示1）固定较链支座3.固定部分图1-22固定较链支座图 1-232）活动较链支座该约束是在较链支座与光滑支撑而之间，装有几个馄轴而构成的，又称辘轴支座。
滚动支座的约束性质与光滑而约束相同，其约束反力必垂直于支撑面，且通过较链中心图1-24活动较链支座3）较链连接（中间较）若构成较链的两构件都可绕销钉转动，这种较链为较链连接。
其约束反力特点与固定较支座相同。
用过较链中心、正交分解的两个反力表示图1-25较链约束4）球较链约束圆球和球壳连接构成球较链约束。
此类约束限制球心任何方向的位移。
其约束力通过球心，但方向不能确定，通常由三个正交分量表示5.固定端约束房屋的凉台、车床的刀具夹持端等，它们既不能转动也不能移动, 所以既有三个方向的约束反力，也有三个方向的约束反力偶图1-31固定端约束反力(a) (b) (c)图1-26球较链约束U) (b)在平而中表示为：两个正交分解的反力和一个反力偶6.二力杆（连杆）二力杆：只受两个力作用而处于平衡的杆件约束反力特点:两个力必沿这两个力作用点的连线，指向不定。
简述工程上经常遇到的四种约束类型及确定其约束方向的方法。
简述工程上经常遇到的四种约束类型及确定其约束方向的
方法。
工程上经常会遇到各种不同类型的约束，这些约束可以将工程项目的方向和目标确定下来，避免出现延误或者无法按期完成的情况。
本文将阐述常见的四种约束类型及其确定约束方向的方法。
第一种约束类型是时间约束。
这种约束非常重要，在大多数情况下，时间安排是工程开始和完成的基础。
时间约束可以帮助确定项目开始和完成的日期。
这种约束可以做到这一点，它不仅确定了项目的工期，还确定了正确的进度安排，防止短期工作的延误。
第二种约束类型是经费约束。
经费是每个工程项目的基本要求。
规划者必须考虑经费方面的约束，考虑可用的资金总数，以及支出资金的最优分配。
经费约束有助于确定项目的总成本，并防止超出预算。
第三种约束类型是质量约束。
质量是保证工程项目成功所需的重要因素。
质量约束确保所有工程任务都遵守指定的质量标准，而且在大多数情况下，这些标准是不能改变的。
质量约束，在确保质量的同时，也是强调风险管理的重要一环。
第四种约束类型是法律和政治约束。
这种约束来自国家的法律、法规和政策，任何工程项目都必须遵守国家的法律法规，否则会受到法律处罚。
法律和政治约束，可以帮助规划者确定工程的可行性，以及在执行过程中可能遇到的风险，有效地管理风险。
以上就是常见的四种约束类型和确定约束方向的方法。
根据不同的约束，项目管理者需要灵活地运用不同的管理手段来确保工程项目
能够按时完成，并且质量达到要求。
它也可以帮助规划者更好地考虑和制定项目的计划，有助于改善工程的运营效率。
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约束和约束反力
1.限制物体位移的周围物体称为该物体的约束.(放在桌子上的书,轨道支撑车轮,轴承限制轴)
2.结束物体的作用称为该物体的约束反力.(桌子对书,轨道对车轮,轴承对轴的作用力)
3.位移受到限制的物体称为非自由体.(书,车轮,轴)
4.空间的位移不受任何限制称为自由体.(飞机,炮弹,火箭)
结束约束反力的方向一定与约束所能限制物体位移的方向相反.
图3 曲柄冲
二、几种常见的约束类型
1.柔体约束
由柔软的绳索、链条或胶带等构成的约束。
由于柔体只能限制物体沿柔体伸长方向运动，故只能承受拉力
约束反力特点：作用点在柔体与被约束物体接触处，作用线沿柔体中心方向背离被约束物体。
柔体约束只能承受拉力
2.光滑接触表面的约束
光滑接触面约束时，不论接触面形状如何，都不能限制物体沿接
触面切线方向运动，而只能限制物体沿接触面公法线方向运动
图1-19 光滑接触面约束
图1-20 齿面约束
约束反力的特点：通过接触点，沿接触面公法线方向指向被约束物体3.光滑铰链约束
铰链：工程中常见约束，有两个钻有圆孔的构件和圆柱形销子所构成
1-销钉2-构件
图1-21 铰链约束
此类约束只能限制物体在垂直于销钉轴线的平面内移动而不能限制绕销钉转动
约束反力的特点
当外力作用在垂直销钉轴线的平面内时，约束反力过铰链的中心，指向不定，可以用正交分解的两个分力来表示
1)固定铰链支座
3.固定部分
图1-22 固定铰链支座
图1-23
2)活动铰链支座
该约束是在铰链支座与光滑支撑面之间，装有几个辊轴而构成
的，又称辊轴支座。
滚动支座的约束性质与光滑面约束相同，其约束反力必垂直于支撑面，且通过铰链中心
图1-24 活动铰链支座
3)铰链连接(中间铰)
若构成铰链的两构件都可绕销钉转动，这种铰链为铰链连接。
其约束反力特点与固定铰支座相同。
用过铰链中心、正交分解的两个反力表示
图1-25 铰链约束
4)球铰链约束
圆球和球壳连接构成球铰链约束。
此类约束限制球心任何方向的位移。
其约束力通过球心，但方向不能确定，通常由三个正交分量表示
图1-26 球铰链约束
5.固定端约束
房屋的凉台、车床的刀具夹持端等，它们既不能转动也不能移动，所以既有三个方向的约束反力，也有三个方向的约束反力偶
图1-30 固定端约束
在平面中表示为：两个正交分解的反力和一个反力偶
图1-31 固定端约束反力
6.二力杆(连杆)
二力杆：只受两个力作用而处于平衡的杆件
约束反力特点:
两个力必沿这两个力作用点的连线，指向不定。
只能承受拉压。