2.3 二维草图几何约束
草图几何约束就是指草图中图元和图元之间的几何关系,比如水平、竖直、相切、垂直、平行、对称等。草图几何约束是二维草图三大要素中一个非常重要的要素,也是最难处理的一个要素,同时也是三大要素中唯一一个不可见的要素,在具体草图绘制过程中需要根据草图设计意图进行分析得到的,所以在绘制草图之前首先要分析草图中的几何约束。
在SOLIDWORKS中可以添加多种约束,包括竖直约束、水平约束、垂直约束、相切约束、中点约束、重合约束、对称约束、相等约束、平行约束、同心约束等。
在SOLIDWORKS中添加约束的方法是先选择要约束的对象,然后在弹出的如图2⁃96所示的“属性”对话框或如图2⁃97所示的快捷工具条中选择合适的约束类型即可,下面具体介绍添加草图约束的方法。
注意:在添加几何约束时,选择约束对象后,系统弹出的如图2⁃97所示的快捷工具条只会显示较短时间,用户需要快速从中选择需要的约束类型,快捷工具条消失后,只能在如图2⁃96所示的“属性”对话框中选择约束类型。
图2⁃96 “属性”对话框
图2⁃97 快捷工具条
(1)水平约束
使用“水平约束”可以使某条直线水平,也可以使两个顶点在水平方向对齐。
如图2⁃98所示的草图,选择草图中下部的斜线,然后在弹出的快捷工具条中单击“水平约束”按钮
,此时约束直线水平,如图2⁃99所示。
按住Ctrl键选择如图2⁃99所示草图中的左右两条直线的端点,然后在弹出的快捷工具条中单击“水平约束”按钮
,此时约束两个点水平对齐,如图2⁃100所示。
图2⁃98 水平约束示例
图2⁃99 添加直线水平约束
图2⁃100 添加点水平对齐
(2)竖直约束
使用“竖直约束”可以使某条直线竖直,也可以使两个顶点在竖直方向对齐。
如图2⁃101所示的草图,选择草图中右侧的斜线,然后在弹出的快捷工具条中单击“竖直约束”按钮
,此时约束直线竖直,如图2⁃102所示。
按住Ctrl键选择如图2⁃102所示草图中的上下两条直线的端点,然后在弹出的快捷工具条中单击“竖直约束”按钮
,此时约束两个点竖直对齐,如图2⁃103所示。
图2⁃101 竖直约束示例
图2⁃102 添加直线竖直约束
图2⁃103 添加点竖直对齐
(3)平行约束
使用“平行约束”可以使两条直线平行。如图2⁃104所示的草图,按住Ctrl键选择草图中上部斜线和底边,然后在弹出的快捷工具条中单击“平行约束”按钮
,此时约束这两条直线平行,结果如图2⁃105所示。
(4)垂直约束
使用“垂直约束”可以使两条直线相互垂直。如图2⁃106所示的草图,按住Ctrl键选择草图中的两条斜线,然后在弹出的快捷工具条中单击“垂直约束”按钮
,此时约束两直线垂直,如图2⁃107所示。
图2⁃104 平行约束示例
图2⁃105 约束直线平行
图2⁃106 垂直约束示例
(5)中点约束
使用“中点约束”可以将点约束到草图对象的中点位置。如图2⁃108所示的草图,按住Ctrl键选择草图中小圆圆心和直槽口上部直线,然后在弹出的快捷工具条中单击“中点约束”按钮
,此时约束圆心点在直线中点位置,结果如图2⁃109所示。
图2⁃107 添加垂直约束
图2⁃108 中点约束示例
图2⁃109 约束点在直线中点
(6)重合约束
使用“重合约束”可以使点和其他草图对象重合(不一定在中点)。如图2⁃110所示的草图,按住Ctrl键选择草图中的圆心和矩形上部边线,然后在弹出的快捷工具条中单击“重合约束”按钮
,此时约束圆心与直线重合,结果如图2⁃111所示。
(7)合并约束
使用“合并约束”可以使点和点合并。如图2⁃112所示的草图,按住Ctrl键选择草图中的两个端点,然后在弹出的快捷工具条中单击“合并约束”按钮
,此时约束两个端点合并,结果如图2⁃113所示。
图2⁃110 重合约束示例
图2⁃111 约束点和直线重合
图2⁃112 合并约束示例
(8)共线约束
使用“共线约束”可以使两条直线共线对齐。如图2⁃114所示的草图,按住Ctrl键选择草图中上部两条直线,然后在弹出的快捷工具条中单击“共线约束”按钮
,此时约束两条直线共线对齐,结果如图2⁃115所示。
(9)相切约束
使用“相切约束”可以使圆弧与直线或圆弧与圆弧相切。
图2⁃113 约束点和点合并
图2⁃114 共线约束示例
图2⁃115 约束直线共线
如图2⁃116所示的草图,按住Ctrl键选择水平直线与右侧圆弧,然后在弹出的快捷工具条中单击“相切约束”按钮
,此时约束圆弧与直线相切,如图2⁃117所示。
按住Ctrl键选择如图2⁃117所示草图中的两段圆弧,然后在弹出的快捷工具条中单击“相切约束”按钮
,此时约束两圆弧相切,如图2⁃118所示。
图2⁃116 相切约束示例
图2⁃117 约束圆弧直线相切
图2⁃118 约束两圆弧相切
(10)相等约束
使用“相等约束”可以使两条直线相等,还可以约束两个圆弧或圆半径相等。
如图2⁃119所示的草图,按住Ctrl键选择草图中的两条斜线,然后在弹出的快捷工具条中单击“相等约束”按钮
,此时约束两条斜线相等,结果如图2⁃120所示。
如图2⁃121所示的草图,按住Ctrl键选择草图中的两个圆弧,然后在弹出的快捷工具条中单击“相等约束”按钮
,此时约束两个圆弧等半径,如图2⁃122所示。
按住Ctrl键选择如图2⁃122所示草图中的两个圆,然后在弹出的快捷工具条中单击“相等约束”按钮
,此时约束两个圆等半径,如图2⁃123所示。
(11)同心约束
使用“同心约束”可以使两个圆或圆弧同心。如图2⁃124所示的草图,按住Ctrl键选择
图2⁃119 相等约束示例
图2⁃120 约束直线相等
图2⁃121 等半径约束示例
图2⁃122 约束圆弧半径相等
图2⁃123 约束圆半径相等
图2⁃124 同心约束示例
草图中的圆弧和圆,然后在弹出的快捷工具条中单击“同心约束”按钮
,此时约束圆弧和圆同心,结果如图2⁃125所示。
(12)对称约束
使用“对称约束”可以使两个点或两条线关于一条中心线对称。如图2⁃126所示的草图,按住Ctrl键选择草图中的两条斜线和中心线,然后在弹出的快捷工具条中单击“对称约束”按钮
,此时约束两条直线关于中心线对称,结果如图2⁃127所示。
在SOLIDWORKS中添加对称约束时必须要选择中心线作为镜向轴线,另外,在约束对称时及可以选择两个点关于中心线对称,还可以约束两条线关于中心线对称。
图2⁃125 约束圆和圆弧同心
图2⁃126 对称约束示例
图2⁃127 约束直线或点对称
(13)全等约束
使用“全等约束”可以使两个草图对象完全一样(包括位置和大小)。如图2⁃128所示的草图,按住Ctrl键选择草图中的圆和实体圆弧边,然后在弹出的快捷工具条中单击“全等约束”按钮
,此时约束圆与圆弧边完全一样,结果如图2⁃129所示。
图2⁃128 全等约束示例
图2⁃129 约束圆和圆弧边全等