三维空间内的结构零部件，可以产生6种基本运动，即沿三维空间3个方向的移动和绕三个方向的转动。按机构学的定义，称为具有6个运动自由度。将一个零件与其他零部件以某种方式连接，则限制了该零部件的某些运动自由度和运动范围，只允许以一定方式在一定范围内相对运动。例如，安装在轴上、轴向固定的轮子，只有一个运动，绕轴的转动，其他运动自由度均被限制；在轨道上运动的火车，也只有一个运动自由，沿铁轨移动；所有固定连接的零部件，均没有运动自由度。

图6-3为轴承三维示意图。

图6-3　轴承三维示意图(www.daowen.com)

一般产品设计中，通常只涉及较简单的低自由度活动连接关系，常用的是单运动的连接结构，即转动或移动。多运动自由度连接可由单运动自由度连接组合来获得。考虑各种运动自由度组合研究相应的机构和运动规律，是非常复杂的一个问题，是机构学的内容。产品设计中，设计活动连接结构的工作内容除选择合理的连接方式限制不需要的运动自由度，主要是设计稳定、可靠、巧妙的活动连接结构，以满足产品使用目的。单自由度转动，构件围绕一根轴旋转或摆动，连接结构必须使用一个固定的轴。转动连接的使用非常广泛，如自行车的车轮和脚蹬，功能上需要转动，结构上需要设计转动连接。

单自由度移动，构件沿一条固定轨迹运动，轨迹可以是空间或平面曲线，最常用轨迹是直线，移动连接结构设计的主要任务是设计形成移动轨迹的轨道结构。移动连接结构在产品设计中很常见，如抽屉的推拉移动导轨、衣柜的推拉门设计、滑盖式手机的滑动导轨、气管子、塑钢窗推拉设计、液压缸活塞与缸体的配合结构等。

若运动零部件沿螺旋面运动，螺旋面则相当于一空间轨道，如货物输送机采用螺旋导轨实现货物的垂直输送，应用于车间或仓库中货物的输送。螺旋运动属于一类较特殊的单自由度运动，在产品设计中应用非常广泛。注塑机等供料使用的螺旋输送机，通过螺旋轴及螺旋面的旋转推进实现散料的输送。螺旋运动更常见的应用形式是实现旋转与直线移动的转换，如机械千斤顶，螺旋轴的转动转换为机构的转动和移动，进而实现对重物的推举。

柔性连接指允许被连接零部件位置、角度在一定范围内变化或连接构件可发生一定范围方向或位置变化而不影响运动传递或连接固定关系。常见的形式，如弹簧连接和软管连接。