2.4 草圖約束與定位

完成草圖設計后，輪廓曲線就基本上勾畫出來了，但這樣繪制出來的輪廓曲線還不夠精確，不能準確表達設計者的設計意圖，因此還需要對草圖對象施加約束和定位草圖。

草圖繪制功能提供了兩種約束：一種是尺寸約束，它可以精確地確定曲線的長度、角度、半徑或直徑等尺寸參數；一種是幾何約束，它可以精定確定曲線之間的相互位置，如同心、相切、垂直或平行等幾何參數，對草圖對象施加尺寸約束和幾何約束后，草圖對象就可以精確確定下來了。

草圖繪制完成后，還需要指定它和其他幾何體，如點或者曲線的相對位置，這就需要定位草圖，以確定它的位置。

本節將先介紹對草圖施加尺寸約束和幾何約束的方法，然后再介紹定位草圖的方法。

2.4.1 草圖約束和定位工具

【草圖工具】工具條的約束和定位命令按鈕如圖2.29所示，其中包括【自動判斷尺寸】、【水平尺寸】、【豎直尺寸】、【顯示/移除約束】、【轉換至/自參考對象】等按鈕。用戶需要對草圖對象添加約束時，只要單擊工具條中的按鈕，打開相應的對話框，并完成對話框中的操作即可完成草圖約束。

2.4.2 尺寸約束

尺寸約束用來確定曲線的尺寸大小，包括水平長度、豎直長度、平行長度、兩直線之間的角度、圓的直徑、圓弧的半徑等。

本小節將介紹施加尺寸約束的方法和尺寸約束的9種類型。

1.施加尺寸約束的方法

在【草圖工具】工具條中單擊【自動判斷尺寸】按鈕，打開如圖2.30所示的【尺寸】對話框，在【尺寸】對話框中單擊【草圖尺寸對話框】按鈕，打開如圖2.31所示的【尺寸】對話框。

（1）選擇尺寸類型。

在【尺寸】對話框中，共有9種尺寸約束類型，它們分別是自動判斷尺寸、水平、豎直、平行、垂直、直徑、半徑、角度和周長。這些尺寸類型將在下一小節進行單獨介紹。

（2）表達式列表框。

表達式列表框用來顯示尺寸約束的表達式。當對選取草圖對象施加尺寸約束后，約束表達式將顯示在表達式列表框中。

（3）修改表達式。

在表達式列表框中選擇尺寸約束后，【當前表達式】和【值】選項被激活，此時有兩種方法可以修改表達式，一種是在【當前表達式】的文本框中輸入合適的數值；另一種是拖動【值】選項下的滑塊來改變表達式的值。

（4）設置尺寸標注式樣。

【值】選項下面的兩個下拉列表框用來指定尺寸的標注位置

（5）其他復選框。

啟用【固定文本高度】復選框后，所有的尺寸標注字符的高度都固定為一個高度。

啟用【創建參考尺寸】復選框后，可以創建參考尺寸，同時可以看到圖2.30所示的【尺寸】對話框中的【創建參考尺寸】按鈕被激活。

啟用【創建內錯角】復選框后，可以創建內錯角，同時可以看到圖2.30所示的【尺寸】對話框中的【創建內錯角】按鈕被激活。

2.尺寸約束的類型

UG為用戶提供了9種尺寸約束類型，下面將分類介紹這9種尺寸約束類型。

（1）【自動判斷尺寸】按鈕。

自動判斷尺寸是系統默認的尺寸類型，當用戶選擇草圖對象后，系統會根據不同的草圖對象，自動判斷可能要施加的尺寸約束。例如，當用戶選擇的草圖對象是斜線時，系統顯示平行尺寸。單擊鼠標左鍵，即可完成斜線的尺寸約束。

（2）【水平尺寸】按鈕和【豎直尺寸】按鈕。

對草圖對象施加水平尺寸約束和豎直尺寸約束。用戶選擇一條直線或者某個幾何對象的兩點，修改尺寸約束的數字即可完成水平尺寸約束和豎直尺寸約束。這兩個約束一般用于標注水平直線或者豎直直線的尺寸約束。

（3）【平行尺寸】按鈕和【垂直尺寸】按鈕。

對草圖對象施加平行或者垂直于草圖對象本身的尺寸約束。其操作方法和水平尺寸約束的方法相同，這里不再贅述。這兩個約束一般用于標注斜直線或者某些幾何體的高。

（4）【直徑尺寸】按鈕和【半徑尺寸】按鈕。

直徑和半徑尺寸約束用來標注圓或者圓弧的尺寸大小，一般來說，圓標注直徑尺寸約束，圓弧標注半徑尺寸約束。

（5）【角度尺寸】按鈕。

角度約束用來創建兩直線之間的角度約束。選擇兩條直線后，修改尺寸數據即可創建角度尺寸約束。

提示>>>

選擇的兩條直線可以相交也可以不相交，還可以是兩條平行線。

（6）【周長尺寸】按鈕。

周長尺寸約束用來創建直線或者圓弧的周長約束。

2.4.3 幾何約束

幾何約束用來確定草圖對象之間的相互關系，如平行、垂直、同心、固定、重合、共線、中心、水平、相切、等長度、等半徑、固定長度、固定角度、曲線斜率、均勻比例等。由于一些幾何約束的操作方法基本相同，下面將分成幾類來介紹各種幾何約束的操作方法。

1.施加幾何約束的方法

施加幾何約束的方法有兩種，一種是手動施加幾何約束，另一種是自動施加幾何約束。下面將詳細介紹施加這兩種幾何約束的方法。

（1）手動施加幾何約束。

在【草圖工具】工具條中單擊【約束】按鈕，系統提示用戶選擇需要創建約束的曲線。當選擇一條或者多條曲線后，系統將在繪圖區顯示可以創建曲線的【約束】對話框，而且選擇的曲線高亮度顯示在繪圖區。如圖2.32所示為選擇一條豎直直線和一條水平直線后，系統顯示的【約束】對話框。

用戶在【約束】對話框中選擇相應的約束按鈕，即可對選擇的曲線創建幾何約束。這些約束按鈕的含義將在下一小節中進行詳細介紹。

（2）自動施加幾何約束。

自動施加幾何約束是指用戶選擇一些幾何約束后，系統根據草圖對象自動施加合適的幾何約束。在【草圖工具】工具條中單擊【自動約束】按鈕，打開如圖2.33所示的【自動約束】對話框。

用戶在【自動約束】對話框中選擇可能用到的幾何約束，如啟用【水平】、【垂直】、【相切】復選框等，再設置公差和角度，單擊【應用】或者【確定】按鈕，系統將根據草圖對象和用戶選擇的尺寸約束，自動在草圖對象上施加尺寸約束。

2.幾何約束的類型

UG為用戶提供了多種可以選用的幾何約束，當用戶選擇需要創建幾何約束的曲線后，系統將自動根據用戶選擇的曲線顯示幾個可以創建的幾何按鈕。下面將分類介紹這些幾何約束及其按鈕符號。

（1）水平、豎直。

這兩個類型分別約束直線為水平直線和豎直直線。

（2）平行、垂直。

這兩個類型分別約束兩條直線相互平行和相互垂直。

（3）共線。

該類型約束兩條直線或多條直線在同一條直線上。

（4）同心。

該類型約束兩個或多個圓弧的圓心在同一點上。

（5）相切。

該類型約束兩個幾何體相切。

（6）等長、等半徑。

等長幾何約束用來約束兩條直線或多條直線等長。

等半徑幾何約束用來約束兩個圓弧或多個圓弧等半徑。

（7）重合。

該類型約束兩個點或多個點重合。

（8）點在曲線上。

該類型約束一個或者多個點在某條曲線上。

注意>>>

在對草圖對象進行幾何約束時，選取草圖對象的順序不同時得到的結果也不相同，以選取的第一個草圖對象為基準，以后選取的草圖對象都以第一個草圖為參照物。

2.4.4 編輯草圖約束

尺寸約束和幾何約束創建后，用戶有時可能還需要修改或者查看草圖約束。下面將介紹顯示所有約束、顯示/移除約束、動畫尺寸、自動判斷約束設置和延遲草圖計算等編輯草圖約束的操作方法。

1.顯示所有約束

在【草圖工具】工具條中單擊【顯示所有約束】按鈕，選擇一條曲線后，系統將顯示所有和該曲線相關的草圖約束。單擊鼠標左鍵選擇一個草圖約束后，系統在提示欄中會顯示約束類型和全部選中的約束個數。

2.顯示/移除約束

在【草圖工具】工具條中單擊【顯示/移除約束】按鈕，打開如圖2.34所示的【顯示/移除約束】對話框。

（1）約束列表。

該選項用來指定【顯示約束】列表框顯示的草圖約束的范圍。

選中【選定的一個對象】或【選定的多個對象】單選按鈕，【顯示約束】列表框中只顯示選定的約束。

選中【活動草圖中的所有對象】單選按鈕，【顯示約束】列表框中顯示活動草圖中的所有約束。

（2）約束類型。

【約束類型】選項用來指定【顯示約束】列表框顯示的約束類型。約束類型在上一節已經介紹了，這里不再贅述。如圖2.35所示，當在【約束類型】下拉列表框中選擇【相切】選項，【顯示約束】列表框中顯示了一個相切的約束。

選中【包含】單選按鈕，則顯示包含約束類型的約束。

選中【排除】單選按鈕，則顯示除指定約束類型以外的其他約束。

（3）顯示約束。

【顯示約束】列表框用來顯示選取的約束。顯示約束的類型有三種，一種是【Explicit】，一種是【自動判斷】，還有一種是【兩者皆是】。

在【顯示約束】下拉列表框中選擇【Explicit】選項，【顯示約束】列表框中顯示用戶手動施加給草圖對象的所有約束，這是系統默認的顯示類型。

在【顯示約束】下拉列表框中選擇【自動判斷】選項，【顯示約束】列表框中只顯示系統自動判斷施加給草圖對象的所有約束。

在【顯示約束】下拉列表框中選擇【兩者皆是】選項，【顯示約束】列表框中既顯示用戶手動施加給草圖對象的所有約束，也顯示系統自動判斷施加給草圖對象的所有約束。

提示>>>

【顯示約束】列表框中顯示的約束和繪圖區中的約束相互聯系。當用戶在【顯示約束】列表框中選擇一個約束后，被選擇的約束將會相應地高亮度顯示在繪圖區中。

（4）移除。

【移除高度顯示的】按鈕用來移除在繪圖區高亮度顯示的約束。

【移除所列的】按鈕用來移除【顯示約束】列表框中列出來的約束。

（5）信息。

該按鈕用來以文本形式顯示用戶選擇的約束。單擊【信息】按鈕，打開一個【信息】窗口，顯示約束信息。

如圖2.36所示，【信息】窗口中顯示了所有約束的信息，如草圖的名稱、約束的類型和所有約束個數等。

3.動畫尺寸

動畫尺寸是指用戶設定尺寸約束的變化范圍和動畫的循環次數后，系統以動畫的形式顯示尺寸變化。

在【草圖工具】工具條中單擊【動畫尺寸】按鈕，打開如圖2.37所示的【動畫】對話框。

在【動畫】對話框的列表框中選擇一個約束后，在【下限】和【上限】文本框中輸入動畫尺寸的下限和上限，在【步數/循環】文本框中輸入動畫的循環次數后，單擊【確定】或者【應用】按鈕，選擇的尺寸約束在繪圖區以動畫的形式循環顯示該尺寸約束的變化。如果啟用【顯示尺寸】復選框，則在動畫顯示尺寸約束變化的同時，尺寸的數據也相應地發生變化。

4.自動判斷約束設置

自動判斷約束設置是指設置自動判斷約束的一些默認選項，這些默認選項在使用自動判斷的尺寸約束類型時起作用。

在【草圖工具】工具條中單擊【自動判斷約束和尺寸】按鈕，打開如圖2.38所示的【自動判斷的約束】對話框。

在【自動判斷約束和尺寸】對話框中啟用一些復選框，即可設置自動判斷約束。

5.延遲草圖計算

草圖計算用來評估草圖約束狀態。延遲草圖計算是指當用戶修改約束后，并不馬上顯示修改后的效果，只有單擊【評估草圖】按鈕后才顯示修改的效果。

當用戶需要延長草圖評估時，只需在草圖繪制環境中選擇【工具】|【更新】|【延遲草圖評估】菜單命令或者單擊【草圖】工具條中的【延遲評估】按鈕即可。

如果要取消延遲草圖計算功能，用戶再次選擇【工具】|【更新】|【延遲草圖評估】菜單命令，修改尺寸后的效果會馬上顯示在繪圖區。

2.4.5 草圖定位

當指定草圖平面，繪制草圖對象和對草圖對象施加尺寸約束和幾何約束后，就可以指定草圖與其他幾何對象的相對位置，我們稱之為草圖定位。UG為用戶提供了9種定位方式，它們分別是水平、豎直、平行、垂直、遠距平行、角度、點到點、點到線上、直線到直線。

下面將介紹創建定位尺寸和編輯定位尺寸的方法。

1.創建定位尺寸

在【草圖】工具條中，單擊【創建定位尺寸】按鈕，打開如圖2.39所示的【定位】對話框。

在【定位】對話框中有9個按鈕，它們分別代表9種定位方式。在后面的章節中將詳細介紹這些定位方式的操作方法，這里不再贅述。

2.編輯定位尺寸

草圖定位尺寸創建好以后，如果想編輯草圖定位尺寸，可以在草圖繪制環境中選擇【工具】|【定位尺寸】|【編輯】菜單命令，打開如圖2.40所示的【編輯表達式】對話框，系統提示用戶輸入新的定位值。

在【編輯表達式】對話框的文本框中輸入合適的數值，單擊【確定】按鈕即可完成草圖定位尺寸的編輯。