3.2 草圖的約束

約束是設(shè)計(jì)意圖的體現(xiàn)。沒有規(guī)矩不成方圓。每個(gè)草圖都必須有一定的約束，沒有約束則設(shè)計(jì)者的意圖也無(wú)從體現(xiàn)。繪制草圖前，應(yīng)仔細(xì)分析草圖圖形結(jié)構(gòu)，明確草圖中的幾何元素之間的約束關(guān)系。

3.2.1 約束的定義與分類

約束指設(shè)計(jì)中直線等圖素之間滿足的位置關(guān)系，以及圖形自身的尺寸，如圖3-18所示。

草圖的約束包括幾何約束和尺寸約束。

（1）幾何約束：對(duì)位置進(jìn)行約束。幾何約束表示幾何元素間的關(guān)系，如點(diǎn)在一條邊上、邊與圓相切、邊與邊平行等等。

（2）尺寸約束：對(duì)尺寸進(jìn)行約束。尺寸約束包括定位尺寸和定性尺寸。

在“系統(tǒng)選項(xiàng)”對(duì)話框左側(cè)的列表框中選擇“幾何關(guān)系/捕捉”選項(xiàng)，可以設(shè)置在創(chuàng)建草圖過(guò)程中是否自動(dòng)產(chǎn)生約束（圖3-19）。只有在這里選中了這些復(fù)選框，在繪制草圖時(shí)，系統(tǒng)才會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建幾何約束和尺寸約束。

草圖有三種約束狀態(tài)。

● 欠定義（欠約束）：當(dāng)約束度小于自由度時(shí)，藍(lán)色（默認(rèn)設(shè)置）。設(shè)計(jì)初期可采用。

● 完全定義（完全約束）：當(dāng)約束度等于自由度時(shí)，黑色（默認(rèn)設(shè)置），即設(shè)計(jì)完成時(shí)的狀態(tài)。

● 過(guò)定義（過(guò)約束）：當(dāng)約束度大于自由度時(shí)，紅色（默認(rèn)設(shè)置），應(yīng)刪除多余約束。

3.2.2 草圖的幾何約束

1．草圖的幾何約束

在SOLIDWORKS中幾何約束稱作幾何關(guān)系，包括如下幾種：水平、豎直、共線、全等、垂直、平行、相切、同心、中點(diǎn)、交叉點(diǎn)、重合、相等、對(duì)稱、固定、穿透、合并點(diǎn)。繪制草圖時(shí)使用幾何關(guān)系可以更容易控制草圖形狀，表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，充分體現(xiàn)人機(jī)交互的便利。幾何關(guān)系與捕捉是相輔相成的，捕捉到的特征就是具有某種幾何關(guān)系的特征。如表3-3所示為各種幾何關(guān)系所需選擇的草圖實(shí)體及使用之后的效果。

2．草圖幾何關(guān)系舉例

草圖幾何約束關(guān)系舉例，如表3-4所示。

3．建立草圖幾何約束

草圖的幾何約束可以通過(guò)三種方式來(lái)添加：

（1）草圖反饋（系統(tǒng)自動(dòng)給定）：自動(dòng)給定幾何關(guān)系是指在繪制圖形的過(guò)程中，即控制其相關(guān)位置，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)賦予其幾何意義，不需要用戶再利用添加幾何關(guān)系的方式給予圖形幾何限制，這樣可免去用戶對(duì)每個(gè)繪制的像素添加幾何關(guān)系的動(dòng)作。系統(tǒng)默認(rèn)的狀態(tài)是自動(dòng)給定幾何關(guān)系，只要在繪圖時(shí)按住Ctrl鍵，系統(tǒng)將不再產(chǎn)生自動(dòng)約束。如表3-5所示為常見的反饋符號(hào)。

（2）手工添加幾何關(guān)系（選擇“工具”→“幾何關(guān)系”→“添加”命令）：這種方式是為已有的實(shí)體添加約束，按下Ctrl鍵并單擊多選需要添加約束的實(shí)體，此方式只能在草圖繪制狀態(tài)中使用，如圖3-20所示。在“添加幾何關(guān)系”屬性設(shè)置框中可以選擇草圖實(shí)體與基準(zhǔn)面、軸、變形、頂點(diǎn)之間生成幾何關(guān)系。

在生成幾何關(guān)系時(shí)，至少需要一個(gè)項(xiàng)目是草圖實(shí)體，其他項(xiàng)目可以是草圖實(shí)體、線、面、頂點(diǎn)、遠(yuǎn)點(diǎn)、基準(zhǔn)面或者軸，也可以是其他草圖的曲線投影到草圖基準(zhǔn)面上所形成的直線或者圓弧。

4．建立幾何約束舉例

（1）單擊面板上的“顯示刪除幾何關(guān)系”下的按鈕，從彈出的下拉列表中單擊“添加幾何關(guān)系”按鈕如圖3-21中①②所示。或者選擇菜單“工具”→“幾何關(guān)系”→“添加”命令。

（2）系統(tǒng)彈出“添加幾何關(guān)系”屬性管理器，在繪圖區(qū)中選擇要添加幾何關(guān)系的草圖實(shí)體，如圖3-21中③所示。

（3）在“添加幾何關(guān)系”屬性管理器中選擇“水平”約束。

（4）單擊“確定”按鈕。

5．清除屏幕上的草圖幾何關(guān)系

系統(tǒng)默認(rèn)的狀態(tài)是顯示草圖幾何關(guān)系，如圖3-22中①所示。當(dāng)草圖很復(fù)雜時(shí)，會(huì)顯得比較亂，清除草圖上的幾何關(guān)系的過(guò)程如下。

單擊窗口左上角的按鈕，選擇“視圖”→“隱藏/顯示”→“草圖幾何關(guān)系”命令，如圖3-22中②～④所示，結(jié)果如圖3-22中⑤所示。

6．顯示和刪除幾何關(guān)系

（1）在繪圖區(qū)選擇某兩個(gè)草圖實(shí)體后，如圖3-23中①所示。單擊面板上的“顯示/刪除幾何關(guān)系”按鈕或者選擇菜單“工具”→“幾何關(guān)系”→“顯示/刪除”命令，在“顯示/刪除幾何關(guān)系”屬性管理器中列出了選中草圖實(shí)體幾何關(guān)系，如圖3-23中②③所示。

（2）選中該幾何關(guān)系，然后單擊“刪除”按鈕，如圖3-23中④⑤所示。

（3）單擊“確定”按鈕，如圖3-23中⑥所示。以上，使完成刪除幾何關(guān)系操作。為了驗(yàn)證確實(shí)不存在水平約束了，可在繪圖區(qū)選擇角點(diǎn)后按住鼠標(biāo)不放進(jìn)行拖動(dòng)，結(jié)果如圖3-23中⑦所示。

（4）連續(xù)單擊工具欄中的“撤銷”按鈕或者按組合鍵Ctrl+Z，可依次取消上一步的操作。

（5）若在繪圖區(qū)沒有選擇任何草圖實(shí)體，單擊“尺寸/幾何關(guān)系”工具欄中的“顯示/刪除幾何關(guān)系”按鈕，在“顯示/刪除幾何關(guān)系”屬性管理器中列出了當(dāng)前草圖的全部幾何關(guān)系。用戶可在屬性管理器中選擇想要?jiǎng)h除的幾何關(guān)系后單擊“刪除”按鈕刪除。

3.2.3 草圖的尺寸約束

繪制好的草圖輪廓需要進(jìn)行幾何形狀和位置尺寸的標(biāo)注。可以先生成特征而不給草圖添加尺寸，然后再給草圖標(biāo)注尺寸。通常使用的尺寸標(biāo)注工具是“智能尺寸”，它可以根據(jù)所標(biāo)注的尺寸類型來(lái)自動(dòng)調(diào)整其標(biāo)注的方式。用戶可以用以下方法調(diào)出“智能尺寸”。

①單擊“草圖”面板中的“智能尺寸”按鈕，如圖3-24中①所示。

②右擊圖形區(qū)域，然后從彈出的快捷菜單中選擇“智能尺寸”命令，如圖3-24中②所示。

③選擇菜單“工具”→“尺寸”→“智能尺寸”命令，如圖3-24中③～⑤所示。

1．基本尺寸標(biāo)注方法

（1）單擊“智能尺寸”按鈕后，鼠標(biāo)指針變?yōu)?img alt="" class="h-pic" src="https://epubservercos.yuewen.com/12F2C0/15532512004835806/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0080_0007.png?sign=1748831258-m9PN9T3JMJ7MYnGAOjo55ANKXj9Paan5-0-0900d137b65bf0f424e0870ee9d28d72">，選擇要標(biāo)注的對(duì)象，然后移動(dòng)鼠標(biāo)在放置尺寸的位置單擊。例如，想將孔放置于離矩形塊的邊線有一段距離，給圓的直徑標(biāo)注尺寸，然后在其中心和塊的每條邊線之間標(biāo)注距離的尺寸，如圖3-25所示。

（2）如果想將孔放置于離矩形另一孔有一段距離，在孔的中心之間標(biāo)注距離的尺寸，如圖3-26所示。也可將尺寸指定到圓上的最小或最大點(diǎn)。

（3）大部分尺寸（線性、圓周、角度）可使用“尺寸/幾何關(guān)系”工具欄上的“智能尺寸”工具完成插入，如圖3-27所示。

（4）其他尺寸工具（基準(zhǔn)尺寸、尺寸鏈、倒角）可在“尺寸/幾何關(guān)系”工具欄上使用。可使用完全定義草圖以單一操作標(biāo)注草圖中所有實(shí)體的尺寸。要更改尺寸，雙擊尺寸然后在修改對(duì)話框中編輯數(shù)值，或拖動(dòng)草圖實(shí)體，如圖3-28所示。

2．常用尺寸標(biāo)注方法

（1）生成水平尺寸。可在兩個(gè)實(shí)體之間指定水平尺寸，水平方向以當(dāng)前草圖的方向來(lái)定義。指定一個(gè)水平尺寸的主要步驟如下：

①在打開的草圖中，單擊“水平尺寸”（“尺寸/幾何關(guān)系”工具欄），或單擊“工具”→“尺寸”→“水平尺寸”。

②指針形狀將變?yōu)?img alt="" class="h-pic" src="https://epubservercos.yuewen.com/12F2C0/15532512004835806/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0082_0001.png?sign=1748831258-FfnePL7NItKrE08zzqKt8p3HiMM1Auct-0-76e4d978d71356b21ae782b9d6a9a957">。

③選擇要標(biāo)注尺寸的兩個(gè)實(shí)體。

④在修改框中設(shè)置數(shù)值，然后單擊“確定”按鈕。

⑤單擊要擺放尺寸的位置，如圖3-29所示。

（2）生成豎直尺寸。可在兩點(diǎn)之間生成一豎直尺寸，豎直方向由當(dāng)前草圖的方向定義。生成一豎直尺寸的主要步驟如下：

①單擊“豎直尺寸”（“尺寸/幾何關(guān)系”工具欄），或者單擊“工具”→“尺寸”→“豎直尺寸”。

②指針形狀將變?yōu)?img alt="" class="h-pic" src="https://epubservercos.yuewen.com/12F2C0/15532512004835806/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0082_0004.png?sign=1748831258-gSn4lHgQ34Fda8N4bt9Fan3qAs1OZW8d-0-10178f946d247b15145b25d99ab0d2bc">。

③單擊要標(biāo)注尺寸的兩個(gè)點(diǎn)。

④單擊要擺放尺寸的位置，如圖3-30所示。

（3）生成三個(gè)點(diǎn)之間的角度尺寸。可以在三個(gè)草圖點(diǎn)、草圖線段終點(diǎn)或模型頂點(diǎn)之間放置一角度尺寸，也可使用模型原點(diǎn)作為這三個(gè)點(diǎn)之一。生成三個(gè)點(diǎn)之間的角度尺寸主要步驟如下：

①在打開的草圖中，單擊“智能尺寸”，或單擊“工具”→“尺寸”→“智能尺寸”。

②單擊用作角頂點(diǎn)的點(diǎn)。

③單擊其他兩個(gè)點(diǎn)。

④移動(dòng)指針顯示角度尺寸預(yù)覽。⑤在修改框中設(shè)置數(shù)值，然后單擊“確定”按鈕。

⑥單擊以放置角度尺寸，如圖3-31所示。

（4）生成兩條直線之間的角度尺寸。可以在兩條直線或一根直線和模型邊線之間放置角度尺寸。選擇兩個(gè)實(shí)體，然后移動(dòng)指針來(lái)觀察尺寸標(biāo)注之預(yù)覽。要標(biāo)注尺寸的角度基于光標(biāo)位置而改變。生成兩條直線之間的角度尺寸的主要步驟如下：

①在打開的草圖中，單擊“智能尺寸”或單擊“工具”→“尺寸”→“智能尺寸”。

②單擊一條直線。

③單擊第二條直線。

④移動(dòng)指針顯示角度尺寸預(yù)覽。

⑤在修改框中設(shè)置數(shù)值，然后單擊“確定”按鈕。

⑥單擊以放置尺寸，如圖3-32所示。

（5）使用假想線創(chuàng)建角度尺寸。可以使用智能尺寸工具在線和假想水平/豎直線之間創(chuàng)建角度尺寸。要在線和假想水平/豎直線之間創(chuàng)建角度尺寸的主要步驟如下：

①在打開的草圖中，單擊“智能尺寸”或單擊“工具”→“尺寸”→“智能尺寸”。

②在工程圖視圖中，選擇邊線，如圖3-33中①所示。

③選擇共線頂點(diǎn)，如圖3-33中②所示。

④顯示十字標(biāo)線時(shí)，選擇其中一個(gè)線段，如圖3-33中③所示。

⑤預(yù)覽顯示的邊線和線段之間的角度尺寸。單擊以放置尺寸，如圖3-33中④所示。

（6）生成圓弧尺寸。可標(biāo)注圓弧的實(shí)際長(zhǎng)度。圓弧的默認(rèn)尺寸類型為半徑。只需為該尺寸類型選取圓弧。要?jiǎng)?chuàng)建圓弧尺寸的主要步驟如下：

①在打開的草圖中，單擊“智能尺寸”（“尺寸/幾何關(guān)系”工具欄），或單擊“工具”→“尺寸”→“智能尺寸”。

②選擇圓弧。

③按Ctrl鍵并選擇兩個(gè)圓弧端點(diǎn)，如圖3-34中①所示。

④移動(dòng)指針以顯示尺寸預(yù)覽，如圖3-34中②所示。

⑤在“修改”對(duì)話框中設(shè)置值，然后單擊“確定”按鈕。

⑥單擊以放置尺寸，如圖3-34中③所示。

（7）生成兩個(gè)點(diǎn)之間的尺寸。可以在兩個(gè)草圖點(diǎn)、草圖線段終點(diǎn)或模型頂點(diǎn)之間放置水平、豎直或線性尺寸，也可使用模型原點(diǎn)作為點(diǎn)。選擇兩個(gè)點(diǎn)，然后在周圍移動(dòng)指針來(lái)觀察尺寸標(biāo)注之預(yù)覽。生成兩個(gè)點(diǎn)之間的尺寸標(biāo)注的主要步驟如下：

①單擊“智能尺寸”或單擊“工具”→“尺寸”→“智能尺寸”。

②單擊一個(gè)點(diǎn)。

③單擊另一個(gè)點(diǎn)。

④移動(dòng)指針以顯示尺寸預(yù)覽。

⑤在修改框中設(shè)置數(shù)值，然后單擊“確定”按鈕。

⑥單擊以放置所需尺寸，如圖3-35所示。

（8）生成兩個(gè)圓弧之間的尺寸。在兩個(gè)圓弧之間標(biāo)注尺寸的主要步驟如下：

①單擊“智能尺寸”或單擊“工具”→“尺寸”→“智能尺寸”。

②圓心距離：選取兩個(gè)圓弧的邊線，鼠標(biāo)移動(dòng)到尺寸放置位置單擊，就可以標(biāo)注兩圓弧圓心的距離尺寸，如圖3-36所示。

③兩圓之間最小距離：在標(biāo)注出兩個(gè)圓心尺寸的基礎(chǔ)上，單擊尺寸和尺寸線，變成綠色，移動(dòng)鼠標(biāo)至尺寸線端部，當(dāng)鼠標(biāo)指針變成符號(hào)時(shí)，按下鼠標(biāo)左鍵向外拖動(dòng)尺寸線至圓邊上，用同樣方法操作第二條尺寸線，結(jié)果如圖3-37所示。

④兩圓之間最大距離：在標(biāo)注出兩個(gè)圓心尺寸的基礎(chǔ)上，單擊尺寸和尺寸線，變成綠色，移動(dòng)鼠標(biāo)至尺寸線端部，當(dāng)鼠標(biāo)指針變成符號(hào)時(shí)，按下鼠標(biāo)左鍵向外拖動(dòng)尺寸線至圓邊上，用同樣方法操作第二條尺寸線，結(jié)果如圖3-38所示。

打開尺寸PropertyManager，可在此更改在所有三種情況下測(cè)量距離的方式。

（9）相同弧上兩點(diǎn)的尺寸標(biāo)注。可以添加兩端均在相同弧上的尺寸，比如半徑和孔需要標(biāo)注兩個(gè)象限，或中心和一個(gè)象限。要標(biāo)注相同弧的兩點(diǎn)尺寸的主要步驟如下：

①單擊“智能尺寸”或單擊“工具”→“尺寸”→“智能尺寸”。

②按住Shift鍵，選擇圓弧的第一象限并選擇第二象限中心。選中圓弧的一個(gè)象限后，無(wú)須按住Shift鍵即可開始標(biāo)注尺寸。結(jié)果如圖3-39所示。

（10）使用中心線生成半徑和直徑尺寸。可以生成多個(gè)半徑或直徑尺寸，而不用每次都選擇中心線。這種類型的尺寸定義有助于為需要幾項(xiàng)直徑尺寸的旋轉(zhuǎn)幾何體生成草圖。

生成半徑和直徑尺寸的主要步驟如下：

①在具有中心線以及直線或點(diǎn)的草圖中，單擊“智能尺寸”或單擊“工具”→“尺寸”→“智能尺寸”。

②選擇中心線以及直線或點(diǎn)。

③要生成半徑，請(qǐng)將指針移到中心線近端。要生成直徑，請(qǐng)將指針移到中心線遠(yuǎn)端。

④單擊以放置尺寸。對(duì)半徑尺寸，指針變?yōu)?img alt="" class="h-pic" src="https://epubservercos.yuewen.com/12F2C0/15532512004835806/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0084_0009.png?sign=1748831258-pqqDXVADpQiqiW1cQwXXfwZDX0bpoHn8-0-c49906ac49dfa4ac155326733a37cfa4">；對(duì)直徑尺寸，指針變?yōu)?img alt="" class="h-pic" src="https://epubservercos.yuewen.com/12F2C0/15532512004835806/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0084_0010.png?sign=1748831258-vZZEedqfOmRfAr1TXPZtzXsUBNskPvYA-0-0ef790dd219b54729e22a2c0c249f304">。

⑤選取草圖中的其他直線或點(diǎn)，以生成其他尺寸。結(jié)果如圖3-40、圖3-41所示。

（11）生成基準(zhǔn)尺寸。生成基準(zhǔn)尺寸的主要步驟如下：

①單擊“尺寸/幾何關(guān)系”工具欄上的“基準(zhǔn)尺寸”，或單擊“工具”→“尺寸”→“基準(zhǔn)尺寸”。

②單擊想用作基準(zhǔn)的邊線或頂點(diǎn)。

③單擊想要標(biāo)注尺寸的邊線或頂點(diǎn)。

④如果選擇了一條邊線，將平行于所選邊線來(lái)測(cè)量尺寸。如果選擇了一個(gè)頂點(diǎn)，則從所選頂點(diǎn)點(diǎn)到點(diǎn)地測(cè)量尺寸。結(jié)果如圖3-42、圖3-43所示。

3．草圖尺寸編輯修改

SOLIDWORKS采用變量化技術(shù)支持草圖的繪制過(guò)程，因此用戶可以隨時(shí)對(duì)草圖進(jìn)行編輯修改。修改的方法如下：

①在編C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\pdf2stream\figure_0085_0006.jpg輯草圖環(huán)境中，雙擊要修改的尺寸值，如圖3-44中①所示。系統(tǒng)彈出尺寸“修改”對(duì)話框，在對(duì)話框中輸入修改值，然后單擊“確定”按鈕完成對(duì)尺寸的修改，如圖3-44中②③所示。結(jié)果如圖3-44中④所示。

②選擇標(biāo)注好的尺寸值，會(huì)出現(xiàn)尺寸控標(biāo)，移動(dòng)這些控標(biāo)可以改變尺寸標(biāo)注的結(jié)果，如圖3-45中①～⑥所示。