3.6 草圖的約束

3.6.1 草圖約束概述

草圖約束主要包括幾何約束和尺寸約束兩種類型。幾何約束是用來定位草圖對象和確定草圖對象之間的相互關系，而尺寸約束是用來驅動、限制和約束草圖幾何對象的大小和形狀的。

進入草圖環境后，在“主頁”功能選項卡區域中會出現草圖約束時所需要的各種工具按鈕，如圖3.6.1所示。

圖3.6.1所示的“主頁”功能選項卡中“約束”部分各按鈕的說明如下。

A1：快速尺寸。通過基于選定的對象和光標的位置自動判斷尺寸類型來創建尺寸約束。

A2：線性尺寸。該按鈕用于在所選的兩個對象或點位置之間創建線性距離約束。

A3：徑向尺寸。該按鈕用于創建圓形對象的半徑或直徑約束。

A4：角度尺寸。該按鈕用于在所選的兩條不平行直線之間創建角度約束。

A5：周長尺寸。該按鈕用于對所選的多個對象進行周長尺寸約束。

（幾何約束）：用戶自己對存在的草圖對象指定約束類型。

（設為對稱）：將兩個點或曲線約束為相對于草圖上的對稱線對稱。

（顯示草圖約束）：顯示施加到草圖上的所有幾何約束。

（自動約束）：單擊該按鈕，系統會彈出圖3.6.2所示的“自動約束”對話框，用于自動地添加約束。

（自動標注尺寸）：根據設置的規則在曲線上自動創建尺寸。

（關系瀏覽器）：顯示與選定的草圖幾何圖形關聯的幾何約束，并移除所有這些約束或列出信息。

（轉換至/自參考對象）：將草圖曲線或草圖尺寸從活動轉換為參考，或者反過來。下游命令（如拉伸）不使用參考曲線，并且參考尺寸不控制草圖幾何體。

（備選解）：備選尺寸或幾何約束解算方案。

（自動判斷約束和尺寸）：控制哪些約束或尺寸在曲線構造過程中被自動判斷。

（創建自動判斷約束）：在曲線構造過程中啟用自動判斷約束。

（連續自動標注尺寸）：在曲線構造過程中啟用自動標注尺寸。

在草圖繪制過程中，讀者可以自己設定自動約束的類型，單擊“自動約束”按鈕，系統彈出“自動約束”對話框，如圖3.6.2所示，在對話框中可以設定自動約束類型。

圖3.6.2所示的“自動約束”對話框中所建立的幾何約束的用法如下。

● （水平）：約束直線為水平直線（即平行于XC軸）。

● （豎直）：約束直線為豎直直線（即平行于YC軸）。

● （相切）：約束所選的兩個對象相切。

● （平行）：約束兩直線互相平行。

● （垂直）：約束兩直線互相垂直。

● （共線）：約束多條直線對象位于或通過同一直線。

● （同心）：約束多個圓弧或橢圓弧的中心點重合。

● （等長）：約束多條直線為同一長度。

● （等半徑）：約束多個弧有相同的半徑。

● （點在曲線上）：約束所選點在曲線上。

● （重合）：約束多點重合。

在草圖中，被添加完約束對象中的約束符號顯示方式見表3.6.1。

在一般繪圖過程中，我們習慣于先繪制出對象的大概形狀，然后通過添加“幾何約束”來定位草圖對象和確定草圖對象之間的相互關系，再添加“尺寸約束”來驅動、限制和約束草圖幾何對象的大小和形狀。下面先介紹如何添加“幾何約束”，再介紹添加“尺寸約束”的具體方法。

3.6.2 添加幾何約束

在二維草圖中，添加幾何約束主要有兩種方法：手工添加幾何約束和自動產生幾何約束。一般在添加幾何約束時，要先單擊“顯示草圖約束”按鈕，則二維草圖中存在的所有約束都顯示在圖中。

方法一：手工添加約束。手工添加約束是指由用戶自己對所選對象指定某種約束。在“主頁”功能選項卡的區域中單擊按鈕，系統就進入了幾何約束操作狀態。此時，在圖形區中選擇一個或多個草圖對象，所選對象在圖形區中會加亮顯示。同時，可添加的幾何約束類型按鈕將會出現在圖形區的左上角。

根據所選對象的幾何關系，在幾何約束類型中選擇一個或多個約束類型，則系統會添加指定類型的幾何約束到所選草圖對象上。這些草圖對象會因所添加的約束而不能隨意移動或旋轉。

下面通過添加圖3.6.3b所示的相切約束來說明創建約束的一般操作步驟。

Step1．打開文件D:\ug12mo\work\ch03.06\add_1.prt。

Step2．雙擊已有草圖，在下拉選項中單擊按鈕，進入草圖工作環境，單擊“顯示草圖約束”按鈕和“幾何約束”按鈕，系統彈出圖3.6.4所示的“幾何約束”對話框。

Step3．定義約束類型。單擊按鈕，添加“相切”約束。

Step4．定義約束對象。根據系統的提示，選取圖3.6.3a所示的直線并單擊鼠標中鍵，再選取圓。

Step5．單擊按鈕完成創建，草圖中會自動添加約束符號，如圖3.6.3b所示。

下面通過添加圖3.6.5b所示的約束來說明創建多個約束的一般操作步驟。

Step1．打開文件D:\ug12mo\work\ch03.06\add_2.prt。

Step2．雙擊已有草圖，在下拉選項中單擊按鈕，進入草圖工作環境，單擊“顯示草圖約束”按鈕和“幾何約束”按鈕，系統彈出“幾何約束”對話框。單擊“等長”按鈕，添加“等長”約束，根據系統的提示，分別選取圖3.6.5a所示的兩條直線；單擊“平行”按鈕，同樣分別選取兩條直線，則直線之間會添加“平行”約束。

Step3．單擊按鈕完成創建，草圖中會自動添加約束符號，如圖3.6.5b所示。

關于其他類型約束的創建，與以上兩個范例的創建過程相似，這里不再贅述，讀者可以自行研究。

方法二：自動產生幾何約束。自動產生幾何約束是指系統根據選擇的幾何約束類型以及草圖對象間的關系，自動添加相應約束到草圖對象上。一般都利用“自動約束”按鈕讓系統自動添加約束。其操作步驟如下。

Step1．單擊功能選項卡區域中的“自動約束”按鈕，系統彈出“自動約束”對話框。

Step2．在“自動約束”對話框中單擊要自動創建約束的相應按鈕，然后單擊按鈕。用戶一般都選擇“自動創建所有的約束”，這樣只需在對話框中單擊按鈕，則對話框中的約束復選框全部被選中，然后單擊按鈕，完成自動創建約束的設置。

這樣，在草圖中畫任意曲線，系統會自動添加相應的約束，而系統沒有自動添加的約束就需要用戶利用手動添加約束的方法來自己添加。

3.6.3 添加尺寸約束

添加尺寸約束也就是在草圖上標注尺寸，并設置尺寸標注線的形式與尺寸大小，來驅動、限制和約束草圖幾何對象。選擇下拉菜單中的命令。添加尺寸約束主要包括以下7種標注方式。

1．標注水平尺寸

標注水平尺寸是標注直線或兩點之間的水平投影距離。下面通過標注圖3.6.6b所示的尺寸來說明創建水平尺寸標注的一般操作步驟。

Step1．打開文件D:\ug12mo\work\ch03.06\add_dimension_1.prt。

Step2．雙擊圖3.6.6a所示的直線，在下拉選項中單擊按鈕，進入草圖工作環境，選擇下拉菜單命令，此時系統彈出“線性尺寸”對話框。

Step3．定義標注尺寸的對象。在“線性尺寸”對話框區域的下拉列表中選擇選項，選擇圖3.6.6a所示的直線，則系統生成水平尺寸。

Step4．定義尺寸放置的位置。移動鼠標至合適位置，單擊放置尺寸。如果要改變直線尺寸，則可以在系統彈出的動態輸入框中輸入所需的數值。

Step5．單擊“線性尺寸”對話框中的按鈕，完成水平尺寸的標注，如圖3.6.6b所示。

2．標注豎直尺寸

標注豎直尺寸是標注直線或兩點之間的垂直投影距離。下面通過標注圖3.6.6c所示的尺寸來說明創建豎直尺寸標注的步驟。

Step1．選擇剛標注的水平距離并右擊，在系統彈出的快捷菜單中選擇命令，刪除該水平尺寸。

Step2．選擇下拉菜單命令，在“線性尺寸”對話框區域的下拉列表中選擇選項，單擊選取圖3.6.6a所示的直線，則系統生成豎直尺寸。

Step3．移動鼠標至合適位置，單擊放置尺寸。如果要改變距離，則可以在系統彈出的動態輸入框中輸入所需的數值。

Step4．單擊“線性尺寸”對話框中的按鈕，完成豎直尺寸的標注，如圖3.6.6c所示。

3．標注平行尺寸

標注平行尺寸是標注所選直線兩端點之間的最短距離。下面通過標注圖3.6.7b所示的尺寸來說明創建平行尺寸標注的步驟。

Step1．打開文件D:\ug12mo\work\ch03.06\add_dimension_2.prt。

Step2．雙擊圖3.6.7a所示的直線，在下拉選項中單擊按鈕，進入草圖工作環境。選擇下拉菜單命令，在“線性尺寸”對話框區域的下拉列表中選擇選項，選擇兩條直線的兩個端點，系統生成平行尺寸。

Step3．移動鼠標至合適位置，單擊放置尺寸。

Step4．單擊“線性尺寸”對話框中的按鈕，完成平行尺寸的標注，如圖3.6.7b所示。

4．標注垂直尺寸

標注垂直尺寸是標注所選點與直線之間的垂直距離。下面通過標注圖3.6.8b所示的尺寸來說明創建垂直尺寸標注的步驟。

Step1．打開文件D:\ug12mo\work\ch03.06\add_dimension_3.prt。

Step2．雙擊圖3.6.8a所示的直線，在下拉選項中單擊按鈕，進入草圖工作環境，選擇下拉菜單命令，在“線性尺寸”對話框區域的下拉列表中選擇選項，標注點到直線的距離，先選擇直線，然后再選擇點，系統生成垂直尺寸。

Step3．移動鼠標至合適位置，單擊左鍵放置尺寸。

Step4．單擊“線性尺寸”對話框中的按鈕，完成垂直尺寸的標注，如圖3.6.8b所示。

注意：要標注點到直線的距離，必須先選擇直線，然后再選擇點。

5．標注兩條直線間的角度

標注兩條直線間的角度是標注所選直線之間夾角的大小，且角度有銳角和鈍角之分。下面通過標注圖3.6.9所示的角度來說明標注直線間角度的步驟。

Step1．打開文件D:\ug12mo\work\ch03.06\add_angle.prt。

Step2．雙擊已有草圖，在下拉選項中單擊按鈕，進入草圖工作環境，選擇下拉菜單命令，選擇兩條直線（圖3.6.9a），系統生成角度。

Step3．移動鼠標至合適位置（移動的位置不同，生成的角度可能是銳角或鈍角，如圖3.6.9所示），單擊放置尺寸。

Step4．單擊“角度尺寸”對話框中的按鈕，完成角度的標注，如圖3.6.9b、c所示。

6．標注直徑

標注直徑是標注所選圓直徑的大小。下面通過標注圖3.6.10b所示圓的直徑來說明標注直徑的步驟。

Step1．打開文件D:\ug12mo\work\ch03.06\add_d.prt。

Step2．雙擊已有草圖，在下拉選項中單擊按鈕，進入草圖工作環境，選擇下拉菜單命令，選擇圖3.6.10a所示的圓，然后在“徑向尺寸”對話框區域的下拉列表中選擇選項，系統生成直徑尺寸。

Step3．移動鼠標至合適位置，單擊放置尺寸。

Step4．單擊“徑向尺寸”對話框中的按鈕，完成直徑的標注，如圖3.6.10b所示。

7．標注半徑

標注半徑是標注所選圓或圓弧半徑的大小。下面通過標注圖3.6.11b所示圓弧的半徑來說明標注半徑的步驟。

Step1．打開文件D:\ug12mo\work\ch03.06\add_arc.prt。

Step2．雙擊已有草圖，在下拉選項中單擊按鈕，進入草圖工作環境，選擇下拉菜單命令，選擇圓弧（圖3.6.11a），系統生成半徑尺寸。

Step3．移動鼠標至合適位置，單擊放置尺寸。如果要改變圓的半徑尺寸，則在系統彈出的動態輸入框中輸入所需的數值。

Step4．單擊“徑向尺寸”對話框中的按鈕，完成半徑的標注，如圖3.6.11b所示。