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2.6 二维草图约束

按照工程技术人员的设计习惯,在草绘时或草绘后,希望对绘制的草图增加一些平行、相切、相等和共线等约束来帮助几何定位,Inventor软件可以很容易地做到这一点。下面对约束进行详细介绍。

2.6.1 几何约束

1.约束的屏幕显示控制

单击 选项卡 区域中的 按钮,然后框选绘图区域的全部图元即可显示所有约束。

读者也可以通过F8键与F9键来控制约束的显示与隐藏。F8键用来显示所有约束,F9键用来隐藏所有约束。

2.各种约束符号列表

各种约束的显示符号见表2.6.1。

表2.6.1 约束符号列表

3. Inventor软件所支持的约束种类

Inventor软件所支持的约束种类见表2.6.2。

4. 创建几何约束

下面以图2.6.1所示的水平竖直约束为例,说明创建约束的步骤。

表2.6.2 Inventor所支持的约束种类

(一) 水平竖直约束

打开文件D:\inv17\work\ch02.06.01\constrain01.ipt。

在浏览器中右击草图,在弹出的快捷菜单中单击 按钮。

选择命令。单击 功能选项卡 区域中的“竖直约束”按钮

在系统信息区 提示下,选取图2.6.1a所示的直线1,添加竖直约束。

选择命令。单击 功能选项卡 区域中的“水平约束”按钮

在系统信息区 提示下,选取图2.6.1a所示的直线2,添加水平约束。

若约束符号不显示,可单击图2.6.2所示的“约束”区域中的 ,然后选取图2.6.1所示的直线,此时约束符号即可显示出来。

图2.6.1 水平竖直约束

图2.6.2 “约束”工具栏

水平或竖直约束也可以约束两点之间的位置关系,如选取图2.6.3a所示的点1与点2作为水平约束对象,则会得到图2.6.3b所示的结果。

图2.6.3 水平约束

(二) 重合约束

打开文件D:\inv17\work\ch02.06.01\constrain02.ipt。

在浏览器中右击草图,在弹出的快捷菜单中单击 按钮。

选择命令。单击 功能选项卡 区域中的“重合约束”按钮

选取图2.6.4a所示的点1和点2,则在这两条线的端点处添加了重合约束,结果如图2.6.4b所示。

图2.6.4 重合约束

重合约束的两个约束对象必须至少有一个是点,本例中若选择圆心与直线作为约束对象,则会得到图2.6.5b所示的结果。

(三) 相切约束

打开文件D:\inv17\work\ch02.06.01\constrain03.ipt。

在浏览器中右击草图,在弹出的快捷菜单中单击 按钮。

单击 功能选项卡 区域中的“相切”按钮

选取图2.6.6所示的直线和圆弧,则在这两条线的连接处添加了相切约束,结果如图2.6.6b所示。

图2.6.5 重合约束

图2.6.6 图元的相切约束

(四) 平行约束

打开文件D:\inv17\work\ch02.06.01\constrain04.ipt。

在浏览器中右击草图,在弹出的快捷菜单中单击 按钮。

选择命令。单击 功能选项卡 区域中的“平行约束”按钮

选取图2.6.7a所示的直线1和直线2,则在这两条线上添加了平行约束,结果如图2.6.7b所示。

图2.6.7 平行约束

(五)相等约束

打开文件D:\inv17\work\ch02.06.01\constrain04.ipt。

在浏览器中右击草图,在弹出的快捷菜单中单击 按钮。

选择命令。单击 功能选项卡 区域中的“等长约束”按钮

选取图2.6.8a所示的直线1和直线2,则在这两条线上添加了相等约束,结果如图2.6.8b所示。

图2.6.8 相等约束

(六) 垂直约束

打开文件D:\inv17\work\ch02.06.01\constrain04.ipt。

在浏览器中右击草图,在弹出的快捷菜单中单击 按钮。

选择命令。单击 功能选项卡 区域中的“垂直约束”按钮

选取图2.6.9a所示的直线1和直线2,则在这两直线上添加了垂直约束,结果如图2.6.9b所示。

图2.6.9 垂直约束

(七) 共线约束

打开文件D:\inv17\work\ch02.06.01\constrain05.ipt。

在浏览器中右击草图,在弹出的快捷菜单中单击 按钮。

选择命令。单击 功能选项卡 区域中的“共线约束”按钮

选取图2.6.10a所示的直线1和直线2,则在这两直线上添加了共线约束,结果如图2.6.10b所示。

图2.6.10 共线约束

(八) 对称约束

打开文件D:\inv17\work\ch02.06.01\constrain05.ipt。

在浏览器中右击草图,在弹出的快捷菜单中单击 按钮。

选择命令。单击 功能选项卡 区域中的“对称约束”按钮

选取图2.6.11a所示的直线1和直线2,然后选取竖直的中心线为对称中心线,,选取的两条线即关于中心线对称,结果如图2.6.11b所示。

图2.6.11 对称约束

线与线的对称只能保证两条线分别与对称线的夹角保持不变,不能保证线的端点与对称线对称,若需保证两端点关于对称线对称,可添加两点与线的对称约束。

(九)同心约束

打开文件D:\inv17\work\ch02.06.01\constrain06.ipt。

在浏览器中右击草图,在弹出的快捷菜单中单击 按钮。

选择命令。单击 功能选项卡 区域中的“同心约束”按钮

选取图2.6.12a所示的圆1和圆2,在这两圆上添加同心约束,结果如图2.6.12b所示。

图2.6.12 同心约束

5. 删除几何约束

方法一:

单击要删除的约束的显示符号,如图2.6.13中所示的“ ”,选中后,约束符号的颜色发生变化。

按下Delete键,系统删除所选的约束。

方法二:

图2.6.13 删除约束

在绘图区域选中要删除的约束符号,按住鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择 命令。

6. 使用约束捕捉设计意图

一般用户的习惯是在绘制完毕后,手动创建大量所需的约束,其实在绘制过程中,大量的约束可以由系统自动创建。下面举例说明这个操作技巧。如图2.6.14所示,要在圆和直线之间创建一个圆弧。

打开文件D:\inv17\work\ch02.06.01\constrain02.ipt。

在浏览器中右击草图,在弹出的快捷菜单中单击 按钮。

单击 按钮,在弹出的快捷菜单中单击 按钮,此时系统提示“选择圆弧起点”。

当把鼠标指针移到圆上时,可看到圆上出现黄色的点且右下角出现 符号(图2.6.15),表明系统已经捕捉到圆上一点作为圆弧的起点;然后单击,接受“点在圆上”这一约束,此时系统便将该点作为圆弧的起点,同时系统提示“选择圆弧终点”。

图2.6.14 创建一个圆弧

图2.6.15 将鼠标指针移到圆上

移动鼠标指针寻找圆弧的终点(设计意图是想把终点放在直线上),当鼠标指针移到直线上时,鼠标指针右下方出现 图标(图2.6.16),表明系统已经捕捉到直线上的一点作为圆弧的终点。

沿直线移动鼠标,当移到直线的中点位置时,可看到 图标变成 (图2.6.17),表明系统已经捕捉到直线的中点。

继续移动鼠标指针,当鼠标指针移到直线的某一端点处时,可看到端点右下角出现 符号(图2.6.18),表明系统已捕捉到该端点。

图2.6.16 捕捉直线

图2.6.17 移到直线中点

图2.6.18 移到直线端点

以上步骤讲的是与直线有关的几种Inventor系统自动捕捉约束形式,下面以其中的一种形式—— 圆弧的终点在直线的中点上为例,说明系统如何进一步帮助用户捕捉设计意图。

在直线的中点位置单击,接受“终点与直线中点重合”这一约束,此时系统提示“选择圆弧上一点”。

随着鼠标指针的不断移动,系统继续自动捕捉许多约束或约束组合。

当以上某种约束(组合),如图2.6.19所示的相切约束符合用户的设计要求时,单击鼠标左键,接受显示的约束,完成圆弧的创建。

图2.6.19 圆弧与圆相切

2.6.2 尺寸约束

尺寸约束就是确定草图中的几何图形的尺寸,例如长度、角度、半径和直径等,它是一种以数值来确定草图实体精确尺寸的约束形式。一般情况下,在绘制草图之后,需要对图形进行尺寸定位,使尺寸满足预定的要求。在绘制过程中,应先将草图的几何关系处理完成后再标注尺寸,在标注尺寸时,最好将所需尺寸标注完成后,确定草图处于完全定义的状态下,再修改尺寸。

1. 标注长度

打开文件D:\inv17\work\ch02.06.02\dimension.ipt。

在浏览器中右击草图,在弹出的快捷菜单中单击 按钮。

选择命令。选择 选项卡 区域中的“尺寸”命令

在系统 的提示下,单击位置1以选择直线(图2.6.20)。

确定尺寸的放置位置。在位置2单击鼠标左键,系统弹出图2.6.21所示的“编辑尺寸”对话框。

图2.6.20 标注长度

图2.6.21 “编辑尺寸”对话框

单击 按钮,完成线段长度的标注。

2. 标注点和直线间的距离

打开文件D:\inv17\work\ch02.06.02\ dimension.ipt。

在浏览器中右击草图,在弹出的快捷菜单中单击 按钮。

选择命令。选择 选项卡 区域中的“尺寸”命令

单击位置1以选择点,单击位置2以选择直线,单击位置3放置尺寸,如图2.6.22所示。

图2.6.22 标注点和直线间的距离

单击 按钮,完成一点和一条直线之间距离的标注。

3. 标注两点间的距离

打开文件D:\inv17\work\ch02.06.02\ dimension.ipt。

在浏览器中右击草图,在弹出的快捷菜单中单击 按钮。

选择命令。选择 选项卡 区域中的“尺寸”命令

分别单击位置1和位置2以选择两点,单击位置3确定尺寸类型为两点间的直线距离,单击位置4放置尺寸,如图2.6.23所示。

图2.6.23 标注两点间的距离

单击 按钮,完成两点间距离的标注。

4. 标注两条平行线间的距离

打开文件D:\inv17\work\ch02.06.02\ dimension.ipt。

在浏览器中右击草图,在弹出的快捷菜单中单击 按钮。

选择命令。选择 选项卡 区域中的“尺寸”命令

分别单击位置1和位置2以选择两条平行线,然后单击位置3以放置尺寸,结果如图2.6.24所示。

图2.6.24 标注两条平行线间的距离

单击 按钮,完成两条平行线间距离标注。

5. 标注直径

打开文件D:\inv17\work\ch02.06.02\dimension.ipt。

在浏览器中右击草图,在弹出的快捷菜单中单击 按钮。

选择命令。选择 选项卡 区域中的“尺寸”命令

选取要标注的元素。单击位置1以选择圆,如图2.6.25所示。

确定尺寸的放置位置。在位置2处单击以放置尺寸,如图2.6.25所示。

图2.6.25 标注直径

单击 按钮,完成直径的标注。

6. 标注半径

打开文件D:\inv17\work\ch02.06.02\dimension.ipt。

在浏览器中右击草图,在弹出的快捷菜单中单击 按钮。

选择命令。选择 选项卡 区域中的“尺寸”命令

单击位置1选择圆上一点(图2.6.26),然后右击鼠标,在弹出图2.6.27所示的下拉式快捷菜单中将尺寸类型设置为半径,然后单击位置2以放置尺寸,如图2.6.26所示。

单击 按钮,完成半径的标注。

图2.6.26 标注直径

图2.6.27 下拉式快捷菜单

7. 标注角度

打开文件D:\inv17\work\ch02.06.02\dimension.ipt。

在浏览器中右击草图,在弹出的快捷菜单中单击 按钮。

选择命令。选择 选项卡 区域中的“尺寸”命令

分别在两条直线上选择位置1和位置2;单击位置3以放置尺寸(钝角,图2.6.28所示),或单击位置4放置尺寸(锐角,图2.6.29所示)。

图2.6.28 两条直线间角度的标注——钝角

图2.6.29 两条直线间角度的标注——锐角

单击 按钮,完成角度的标注。 myipkrKWTwgo3ZIM9aAU7IGsbSq03zuYHR/5o8FYp8dnlRlq+PxKVsncRExeVk3f

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