1.高副约束

在图3-27（a）所示的凸轮传动机构中，凸轮与顶杆构成高副约束，如果不计摩擦，凸轮只能限制顶杆沿接触点K处公法线压入凸轮（约束体）内部。因此，凸轮所产生的约束反力是一个沿着接触点K处公法线指向顶杆（被约束体）的压力，并作用在接触点K处，一般用FN表示，如图3-27（b）所示。

图3-27　高副约束

图3-28（a）所示为齿轮传动机构，从动轮2对主动轮1的约束反力如图3-28（b）所示。

图3-28　从动轮2对主动轮1的约束反力

1—主动轮；2—从动轮

图3-29（a）所示为一夹紧装置，图3-29（b）和图3-29（c）所示分别为压板和工件所受的约束反力。

图3-29　压板和工件所受的约束反力

2.转动副约束

在如图3-30（a）所示支座结构的铰链中，销钉和被连接构件构成转动副约束，也称铰链约束。

如果不计摩擦，销钉限制了构件在垂直于销钉轴线平面内沿x、y两正交方向的运动，因此，销钉所产生的约束反力FR由x、y方向的约束分力Fx、Fy合成，其作用线沿销钉和构件接触处的公法线方向并通过转动副中心。实际上当销钉和构件相对运动时，两者便在接触面的某处接触，如图3-30（b）中K点。由于接触处K点的位置难以确定，约束反力FR的大小和方向均为未知，因此，在实际受力分析时，通常用过转动副中心的正交分力Fx、Fy来代替[图3-30（c）]。

图3-30　转动副约束（固定铰链支座）

1—构件；2—销钉；3—支座

用铰链连接的两构件之一固定的结构称为固定铰链支座，如图3-30所示。用铰链连接的两构件均不固定的结构称为中间铰链，如图3-31所示。(www.daowen.com)

工程上为了适应某些构件变形时发生的微小偏转和移动，常采用如图3-32（a）和图3-32（b）所示的活动铰链支座。一般这种支座是将构件的铰链支座用滚子支承在光滑的支承面上，构成了支座可以移动的铰链约束。这种支座只能限制构件沿法线方向的移动，因此，活动铰链支座的约束反力FN必垂直于支承面，并通过铰链中心，指向待定。

图3-31　中间铰链

例如，在机械装置中，轴两端的支座结构通常能够适应轴的微小变形，所以在进行静力分析时，将一端视为固定铰链支座，而另一端视为活动铰链支座。

图3-33（a）所示为一滑动轴承装置，轴与轴承构成的转动副约束与铰链约束相似，但轴为被约束体。轴承限制了轴在垂直于轴线平面内的径向移动，所产生的约束反力如图3-33（b）所示。

图3-32　活动铰链支座

图3-33　轴承约束反力

3.移动副约束

如图3-34（a）所示曲柄滑块机构，滑块2在导槽1中移动，构成移动副约束，如果不计摩擦，导槽1限制了滑块2沿接触面公法线压入导槽内部的运动和在图示平面内的转动。因此，导槽对滑块有两个方面的约束作用，一个是产生沿接触面公法线且指向滑块的压力Fn[图3-34（b）]，另一个是产生限制滑块转动的约束反力偶M。视滑块受主动力作用而无转动趋势，则约束反力偶M=0。为便于计算，常将沿接触面分布的约束反力Fn简化为集中力。

图3-34　移动副约束

1—导槽；2—滑块

图3-35所示为机床导轨对工作台的约束，其也是移动副约束的实例。

图3-35　机床导轨对工作台的约束反力