3.5　草图几何约束

在草图的几何图元绘制完毕后，往往需要对草图进行约束，如约束两条直线平行或垂直、约束两个圆同心等。

约束的目的就是保持图元之间的某种固定关系。这种关系不受被约束对象的尺寸或位置因素的影响，如在设计开始时绘制一条直线和一个圆始终相切，但是如果圆的尺寸或位置在设计过程中发生改变，那么这种相切关系不会自动维持，如果给直线和圆添加了相切约束，无论圆的尺寸和位置怎么改变，这种相切关系都会始终维持下去。

3.5.1　添加等长约束

步骤01　单击“草图”选项卡“约束”面板上的“等长约束”按钮。

步骤02　选中一个圆、圆弧或直线，如图3-51（a）所示。

步骤03　再选中一条同类型的曲线使两条曲线等长。如果第一次选中的曲线是圆弧或圆，则第二次只能选中圆弧和圆，如图3-51（b）所示。

步骤04　使被选中的几何图元具有相同的尺寸（使直线具有相同的长度，使圆、圆弧具有相同的半径），如图3-51（c）所示。

3.5.2　添加水平约束

步骤01　单击“草图”选项卡“约束”面板上的“水平约束”按钮。

步骤02　选中一个点，可以是一条直线的端点或圆的中心点等，如图3-52（a）所示。

步骤03　选中另一个圆的中心点或者直线的中点，如图3-52（b）所示。完成水平约束，如图3-52（c）所示。

3.5.3　添加对称约束

步骤01　单击“草图”选项卡“约束”面板中的“对称约束”按钮。

步骤02　选中要添加对称约束的第一个草图对象，如图3-53（a）所示。

步骤03　选中要添加对称约束的第二个草图对象，如图3-53（b）所示。

步骤04　选中要作为对称轴的草图图元，如图3-53（c）所示。完成对称约束，如图3-53（d）所示。

3.5.4　添加其他几何约束

1．重合约束

重合约束可将两点约束在一起或将一个点约束到曲线上，当此约束被应用到两个圆、圆弧或椭圆的中心点时，得到的结果与使用同心约束相同。使用时分别用鼠标选取两个或多个要施加约束的几何图元即可创建重合约束，这里的几何图元要求是两个点或一个点和一条线。

创建重合约束时需要注意：

• 约束在曲线上的点可能会位于该线段的延伸线上。
• 重合在曲线上的点可沿线滑动，因此这个点可位于曲线的任意位置，除非其他约束或尺寸阻止它移动。
• 当使用重合约束来约束中点时，将创建草图点。
• 如果两个要进行重合限制的几何图元都没有其他位置，则添加约束后二者的位置由第一条曲线的位置决定。

2．共线约束

共线约束使两条直线或椭圆轴位于同一条直线上。使用该约束工具时分别用鼠标选取两个或多个要施加约束的几何图元即可创建共线约束。如果两个几何图元都没有添加其他位置的约束，则由所选的第一个图元的位置来决定另一个图元的位置。

3．同心约束

同心约束可将两段圆弧、两个圆或椭圆约束为具有相同的中心点，其结果与在曲线的中心点上应用重合约束是完全相同的。使用该约束工具时，分别用鼠标选取两个或多个要施加约束的几何图元即可创建同心约束。需要注意的是，添加约束后的几何图元的位置由所选的第一条曲线来设置中心点，未添加其他约束的曲线被重置为与已约束曲线同心，其结果与应用到中心点的重合约束是相同的。

4．固定约束

固定约束可将点和曲线固定到相对于草图坐标系的位置。如果移动或转动草图坐标系，固定曲线或点将随之运动。固定约束将点相对于草图坐标系固定。

5．平行约束

平行约束将两条或多条直线（或椭圆轴）约束为互相平行。使用时分别用鼠标选取两个或多个要施加约束的几何图元，即可创建平行约束。

6．垂直约束

垂直约束可使所选的直线、曲线或椭圆轴相互垂直。使用时分别用鼠标选取两个要施加约束的几何图元，即可创建垂直约束。需要注意的是，要对样条曲线添加垂直约束，约束必须应用于样条曲线和其他曲线的端点处。

7．竖直约束

竖直约束使直线、椭圆轴或成对的点平行于草图坐标系的“Y”轴，添加了该几何约束后，几何图元的两点（如线的端点、中心点、中点等）被约束到与“Y”轴相等的距离。使用该约束工具时，分别用鼠标选取两个或多个要施加约束的几何图元即可创建竖直约束，这里的几何图元是直线、椭圆轴或成对的点。

8．相切约束

相切约束可将两条曲线约束为彼此相切，即使它们并不实际共享一个点（在二维草图中）。相切约束通常用于将圆弧约束到直线，也可使用相切约束指定如何结束与其他几何图元相切的样条曲线。在三维草图中，相切约束可应用到三维草图中的其他几何图元共享端点的三维样条曲线中，包括模型边。使用时分别用鼠标选取两个或多个要施加约束的几何图元即可创建相切约束，这里的几何图元是直线和圆弧、直线和样条曲线、圆弧和样条曲线等。

9．平滑约束

平滑约束用于在样条曲线和其他曲线（例如线、圆弧或样条曲线）之间使其曲率连续。

3.5.5　显示和删除几何约束

1．显示所有几何约束

在给草图添加几何约束以后，默认情况下这些约束是不显示的，但是用户可自行设定是否显示约束。如果要显示全部约束，可在草图的绘图区域内单击鼠标右键，在如图3-54所示的快捷菜单中选择“显示所有约束”选项；相反，如果要隐藏全部的约束，可在快捷菜单中选择“隐藏所有约束”选项。

2．显示单个几何约束

单击“草图”选项卡“约束”面板上的“显示约束”按钮，在草图的绘图区域选择单个几何图元，则该几何图元的约束会显示，如图3-55所示。当鼠标位于某个约束符号的上方时，与该约束有关的几何图元会变为红色，以方便用户观察和选择。另外，还可用鼠标移动约束显示窗口，把它拖放到任何位置。

3．删除某个几何约束

在约束符号上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“删除”选项来删除约束。如果多条曲线共享一个点，则每条曲线上都显示一个重合约束。如果在其中一条曲线上删除该约束，那么此曲线将可被移动。其他曲线仍保持约束状态，除非删除所有重合约束。

3.5.6　约束设置

单击“草图”选项卡“约束”面板上的“约束设置”按钮，打开如图3-56所示的“约束设置”对话框。

1．“常规”选项卡（见图3-56）

（1）约束

• 创建时显示约束：在创建几何图元或约束时将会显示约束。
• 显示选定对象的约束：在图形窗口中选择几何图元的约束高亮显示。
• 在草图中显示重合约束：设置创建约束时自动显示重合约束符。

（2）尺寸

• 在创建后编辑尺寸：创建尺寸时，设置是否要打开尺寸编辑框。选中复选框以显示编辑框；取消选中复选框则在放置尺寸时不显示编辑框。
• 根据输入值创建尺寸：勾选此复选框，将根据输入框中输入的值自动创建永久尺寸。取消选中此复选框，则不会在草图几何图元上放置永久尺寸。
• 应用联动尺寸：应用括在括号中的非参数化尺寸。当改变草图时，尺寸也随之更新，但是不会改变草图大小。
• 警告用户将应用过约束条件：当添加尺寸会使草图过约束时，显示警告消息。

2．“推断”选项卡（见图3-57）

• 推断约束：勾选此选项，完成草图后不会自动创建约束。
• 保留约束：完成草图后自动创建约束，在光标旁边会显示约束图标。
• 平行和垂直：在考虑草图图元与草图网格坐标之间的关系之前，优先定义草图图元之间的约束关系。
• 水平和竖直：在考虑草图图元之间的关系之前，优先定义草图图元与草图坐标之间的方向约束。
• 全选：单击此按钮，选中所有的约束复选框。
• 全部清除：单击此按钮，将取消选中所有复选框，不推断任何约束。

3．“放宽模式”选项卡（见图3-58）

• 启用放宽模式：勾选此复选框，将打开放宽模式，也可以单击状态栏上的“放宽模型”，或按F11键打开或关闭放宽模式。
• 执行放宽拖动时要删除的约束：列出要显示或隐藏的约束符。
• 保留带有表达式的尺寸标注：勾选此复选框，可以防止在拖动由表达式控制的线时更改尺寸。