3.4　草图约束

约束能够用于精确地控制草图中的对象。草图约束有两种类型：尺寸约束（也称为草图尺寸）和几何约束。

尺寸约束建立起草图对象的大小（如直线的长度、圆弧的半径等）或是两个对象之间的关系（如两点之间的距离）。尺寸约束看上去更像是图纸上的尺寸。

几何约束建立起草图对象的几何特性（如要求某一直线具有固定长度）或是两个或更多草图对象的关系类型（如要求两条直线垂直或平行，或是几个弧具有相同的半径）。在图形区无法看到几何约束，但是用户可以使用“显示／草图约束”按钮显示有关信息，并显示代表这些约束的直观标记。

3.4.1　建立尺寸约束

建立草图尺寸约束是限制草图几何对象的大小和形状，也就是在草图上标注草图尺寸，并设置尺寸标注线，与此同时建立相应的表达式，以便在后续的编辑工作中实现尺寸的参数化驱动。进入草图工作环境后，在草图环境下的“菜单”→“插入”→“尺寸”子菜单中找到相应命令，如图3-43所示。

（1）在生成尺寸约束时，用户可以选择草图曲线、边、基准平面或基准轴上的点，以生成水平、竖直、平行、垂直和角度尺寸。

（2）生成尺寸约束时，系统会生成一个表达式，其名称和值显示在一打开的对话框文本区域中，如图3-44所示，用户可以编辑该表达式的名和值。

（3）生成尺寸约束时，只要选中了几何体，其尺寸及其延伸线和箭头就会全部显示出来。将尺寸拖曳到位，然后单击。完成尺寸约束后，用户还可以随时更改尺寸约束。只需在图形区选中该值双击，然后可以使用生成过程所采用的同一方法，编辑其名称、值或位置。同时用户还可以使用“动画模拟”功能，在一个指定的范围中，显示动态地改变表达式之值的效果。

以下介绍主要尺寸约束选项功能。

（1）自动判断：使用该选项，在选择几何体后，由系统自动根据所选择的对象搜寻合适尺寸类型进行匹配。

（2）水平：该选项用于指定与约束两点间距离的与XC轴平行的尺寸（也就是草图的水平参考），示意图如图3-45所示。

（3）竖直：该选项用于指定与约束两点间距离的与YC轴平行的尺寸（也就是草图的竖直参考），示意图如图3-46所示。

（4）点到点：该选项用于指定平行于两个端点的尺寸。平行尺寸限制两点之间的最短距离，平行标注示意图如图3-47所示。

（5）垂直：该选项用于指定直线和所选草图对象端点之间的垂直尺寸，测量到该直线的垂直距离，垂直标注示意图如图3-48所示。

（6）斜角：该选项用于指定两条线之间的角度尺寸。相对于工作坐标系按照逆时针方向测量角度，斜角标注示意图如图3-49所示。

（7）直径：该选项用于为草图的弧／圆指定直径尺寸，直径标注示意图如图3-50所示。

（8）径向：该选项用于为草图的弧／圆指定半径尺寸，如图3-51所示。

（9）周长尺寸：该选项用于将所选的草图轮廓曲线的总长度限制为一个需要的值。可以选择周长约束的曲线是直线和弧，选中该选项后，打开如图3-52所示的“周长尺寸”对话框，选择曲线后，该曲线的尺寸显示在“距离”文本框中。

3.4.2　建立几何约束

使用几何约束，可以指定草图对象必须遵守的条件，或是草图对象之间必须维持的关系。“主页”选项卡中的“约束”组如图3-53所示，其主要几何约束选项功能如下。

（1）几何约束：单击“几何约束”按钮或选择“菜单”→“插入”→“几何约束”命令，打开如图3-54所示的“几何约束”对话框，在“约束”选项组中选择要添加的约束，在“要约束的几何体”选项组中单击“选择要约束的对象”按钮，在视图中选择要约束的对象，在“要约束的几何体”选项组中单击“选择要约束到的对象”按钮，在视图区选择要约束到的对象，可以在“设置”选项组中选中约束添加到“约束”选项组中。选择“垂直”约束的示意图如图3-54所示。

（2）自动约束：选中该选项后系统会打开如图3-55所示的“自动约束”对话框，用于设置系统自动要添加的约束。该选项能够在可行的地方自动应用草图的几何约束类型（水平、竖直、相切、平行、垂直、共线、同心、等长、等半径、点在曲线上、重合）。

“自动约束”对话框相关选项功能如下。

① 全部设置：单击该按钮可选中所有约束类型。

② 全部清除：单击该按钮可清除所有约束类型。

③ 距离公差：该文本框中输入公差值用于控制对象端点的距离必须达到的接近程度才能重合。

④ 角度公差：该文本框中输入公差值用于控制系统要应用水平、竖直、平行或垂直约束，直线必须达到的接近程度。

当将几何体添加到激活的草图时，尤其是当几何体是由其他CAD系统导入时，该选项功能会特别有用。

（3）显示草图约束：该选项用于打开所有的约束类型。

3.4.3　动画演示尺寸

单击“动画演示尺寸”按钮或选择“菜单”→“工具”→“约束”→“动画演示尺寸”命令，打开如图3-56所示的“动画演示尺寸”对话框，用于在一个指定的范围中，动态显示使给定尺寸发生变化的效果。受这一选定尺寸影响的任一几何体也将同时被模拟。“动画演示尺寸”不会更改草图尺寸，动画模拟完成之后，草图会恢复到原先的状态。

“动画演示尺寸”对话框相关选项功能如下。

（1）尺寸列表框：列出可以模拟的尺寸。

（2）值：当前所选尺寸的值（动画模拟过程中不会发生变化）。

（3）下限：动画模拟过程中该尺寸的最小值。

（4）上限：动画模拟过程中该尺寸的最大值。

（5）步数／循环：当尺寸值由上限移动到下限（反之亦然）时所变化（等于大小／增量）的次数。

（6）显示尺寸：选中“显示尺寸”复选框，在动画模拟过程中显示原先的草图尺寸；不选中该复选框，播放动画时不显示尺寸。

3.4.4　转换至／自参考对象

在给草图添加几何约束和尺寸约束的过程中，有时会引起约束冲突。解决约束冲突的方法有两种：一种方法是删除多余的几何约束和尺寸约束；另一种方法就是将草图几何对象或尺寸对象转换为参考对象。

“转换至／自参考对象”命令能够将草图曲线（但不是点）或草图尺寸由激活转换为参考，或由参考转换回激活。参考尺寸显示在用户的草图中，虽然其值被更新，但是它不能控制草图几何体。但其显示参考曲线，但其显示已变灰，并且采用双点画线线型。在拉伸或回转草图时，没有用到它的参考曲线。

单击“转换至／自参考对象”按钮或选择“菜单”→“工具”→“约束”→“转换至／自参考对象”命令，打开如图3-57所示的“转换至／自动参考对象”对话框。

“转换至／自参考对象”对话框中相关选项功能如下。

（1）参考曲线或尺寸：该单选按钮用于将激活对象转换为参考状态。

（2）活动曲线或驱动尺寸：该单选按钮用于将参考对象转换为激活状态。

3.4.5　备选解

单击“备选解”按钮或选择“菜单”→“工具”→“约束”→“备选解”命令，当约束一个草图对象时，同一约束可能存在多种求解结果，采用另解则可以由一个解更换到另一个。

图3-58显示了当将两个圆约束为相切时，同一选择如何产生两个不同的解。两个解都是合法的，而“备选解”可以用于指定正确的解。