第6章 参数化绘图

第6章参数化绘图添加、编辑几何约束。添加、编辑尺寸约束。利用变量及表达式约束图形。参数化绘图的一般方法。本章大纲6.1几何约束6.2尺寸约束6.3参数化绘图的一般步骤6.4综合训练──利用参数化功能绘图6.5习题6.1几何约束本节介绍添加及编辑几何约束的方法。6.1.1添加几何约束几何约束用于确定二维对象间或对象上各点间的几何关系，如平行、垂直、同心或重合等。例如，可添加平行约束使两条线段平行，添加重合约束使两端点重合等。通过【参数化】选项卡的【几何】面板来添加几何约束，约束的种类如下表所示。几何约束按钮名称功能重合约束使两个点或一个点和一条直线重合共线约束使两条直线位于同一条无限长的直线上同心约束使选定的圆、圆弧或椭圆保持同一中心点固定约束使一个点或一条曲线固定到相对于世界坐标系(WCS)的指定位置和方向上平行约束使两条直线保持相互平行垂直约束使两条直线或多段线的夹角保持90度水平约束使一条直线或一对点与当前UCS的X轴保持平行竖直约束使一条直线或一对点与当前UCS的Y轴保持平行相切约束使两条曲线保持相切或与其延长线保持相切平滑约束使一条样条曲线与其他样条曲线、直线、圆弧或多段线保持几何连续性对称约束使两个对象或两个点关于选定直线保持对称相等约束使两条直线或多段线具有相同长度，或使圆弧具有相同半径值自动约束根据选择对象自动添加几何约束。单击【几何】面板右下角的箭头，打开【约束设置】对话框，通过【自动约束】选项卡设置添加各类约束的优先级及是否添加约束的公差值在添加几何约束时，选择两个对象的顺序将决定对象怎样更新。通常，所选的第二个对象会根据第一个对象进行调整。例如，应用垂直约束时，选择的第二个对象将调整为垂直于第一个对象。练习1：绘制平面图形，图形尺寸任意，如左图所示。编辑图形，然后给图中对象添加几何约束，结果如右图所示。1.绘制平面图形，图形尺寸任意，如左图所示。修剪多余线条，结果如右图所示。2.单击【几何】面板上的按钮（自动约束），然后选择所有图形对象，AutoCAD自动对已选对象添加几何约束，如下图所示。3.添加以下约束。固定约束：单击按钮，捕捉A点如下图所示。相切约束：单击按钮，先选择圆弧B，再选线段C。水平约束：单击按钮，选择线段D。4.绘制两个圆，如左图所示。给两个圆添加同心约束，结果如右图所示。指定圆弧圆心时，可利用“CEN”捕捉。5.绘制平面图形，图形尺寸任意，如左图所示。旋转及移动图形，结果如右图所示。6.让系统对图形内部的线框自动添加约束，然后在线段E、F间加入平行约束，结果如下图所示。6.1.2编辑几何约束添加几何约束后，在对象的旁边出现约束图标。将光标移动到图标或图形对象上，AutoCAD将亮显相关的对象及约束图标。对已加到图形中的几何约束可以进行显示、隐藏和删除等操作。练习2：编辑几何约束。1.绘制平面图形，并添加几何约束，如下图所示。图中两条长线段平行且相等，两条短线段垂直且相等。2.单击【参数化】选项卡中【几何】面板上的按钮，图形中的所有几何约束将全部隐藏。3.单击【参数化】选项卡中【几何】面板上的按钮，则图形中所有的几何约束将全部显示。4.将光标放到某一约束上，该约束将加亮显示，单击鼠标右键弹出快捷菜单，如下图所示。选择快捷菜单中的【删除】命令可以将该几何约束删除。选择快捷菜单的【隐藏】命令，该几何约束将被隐藏，要想重新显示该几何约束，运用【参数化】选项卡中【几何】面板上的按钮。5.选择上图中快捷菜单的【约束栏设置】命令或单击【几何】面板右下角的箭头将弹出【约束设置】对话框，如下图所示。通过该对话框可以设置哪种类型的约束显示在约束栏图标中，还可以设置约束栏图标的透明度。6.选择受约束的对象，单击【参数化】选项卡中【管理】面板上的按钮，将删除图形中所有几何约束和尺寸约束。6.1.3修改已添加几何约束的对象可通过以下方法编辑受约束的几何对象。使用关键点编辑模式修改受约束的几何图形，该图形会保留应用的所有约束。使用MOVE、COPY、ROTATE和SCALE等命令修改受约束的几何图形后，结果会保留应用于对象的约束。在有些情况下，使用TRIM、EXTEND及BREAK等命令修改受约束的对象后，所加约束将被删除。6.2尺寸约束本节介绍添加及编辑尺寸约束的方法。6.2.1添加尺寸约束的方法尺寸约束控制二维对象的大小、角度及两点间距离等，此类约束可以是数值，也可是变量及方程式。改变尺寸约束，则约束将驱动对象发生相应变化。可通过【参数化】选项卡的【标注】面板来添加尺寸约束。约束种类、约束转换及显示如下表所示。按钮名称功能线性约束约束两点之间的水平或竖直距离对齐约束约束两点、点与直线、直线与直线间的距离半径约束约束圆或者圆弧的半径直径约束约束圆或者圆弧的直径角度约束约束直线间的夹角、圆弧的圆心角或3个点构成的角度转换（1）将普通尺寸标注（与标注对象关联）转换为动态约束或注释性约束（2）使动态约束与注释性约束相互转换（3）利用“形式(F)”选项指定当前尺寸约束为动态约束或注释性约束显示显示或隐藏图形内的动态约束尺寸约束分为两种形式：动态约束和注释性约束。默认情况下是动态约束，系统变量CCONSTRAINTFORM为0。若为1，则默认尺寸约束为注释性约束。动态约束：标注外观由固定的预定义标注样式决定（在第8章中介绍标注样式），不能修改，且不能被打印。在缩放操作过程中动态约束保持相同大小。注释性约束：标注外观由当前标注样式控制，可以修改，也可打印。在缩放操作过程中注释性约束的大小发生变化。可把注释性约束放在同一图层上，设置颜色及改变可见性。动态约束与注释性约束间可相互转换，选择尺寸约束，单击鼠标右键，选择【特性】选项，打开【特性】对话框，在【约束形式】下拉列表中指定尺寸约束要采用的形式。练习3：绘制平面图形，添加几何约束及尺寸约束，使图形处于完全约束状态，如下图所示。1.设定绘图区域大小为200×200，并使该区域充满整个图形窗口显示出来。2.打开极轴追踪、对象捕捉及自动追踪功能，设定对象捕捉方式为“端点”、“交点”及“圆心”。3.绘制图形，图形尺寸任意，如左图所示。让AutoCAD自动约束图形，对圆心A施加固定约束，对所有圆弧施加相等约束，如右图所示。4.添加以下尺寸约束。线性约束：单击按钮，指定B、C点，输入约束值，创建线性尺寸约束，如左图所示。角度约束：单击按钮，选择线段D、E，输入角度值，创建角度约束。半径约束：单击按钮，选择圆弧，输入半径值，创建半径约束。继续创建其余尺寸约束，结果右图所示。添加尺寸约束的一般顺序是：先定形，后定位；先大尺寸，后小尺寸。5.绘制图形，图形尺寸任意，如左图所示。让AutoCAD自动约束新图形，然后添加平行及垂直约束，如右图所示。6.添加尺寸约束，如下图所示。7.绘制图形，图形尺寸任意，如左图所示。修剪多余线条，添加几何约束及尺寸约束，如右图所示。8.保存图形，下一节将使用该练习结果。6.2.2编辑尺寸约束对于已创建的尺寸约束，可采用以下方法进行编辑。双击尺寸约束或利用DDEDIT命令编辑约束的值、变量名称或表达式。选中尺寸约束，拖动与其关联的三角形关键点改变约束的值，同时驱动图形对象改变。选中约束，单击鼠标右键，利用快捷菜单中相应选项编辑约束。继续前面的练习，下面修改尺寸值及转换尺寸约束。1.将总长尺寸由120改为100，“角度3”改为130，结果如下图所示。2.单击【参数化】选项卡中【标注】面板上的按钮，图中所有尺寸约束将全部隐藏（默认情况下该按钮处于选中状态），再次单击该按钮所有尺寸约束又显示出来。3.选中所有尺寸约束，单击右键，选择【特性】选项，弹出【特性】对话框，如下图所示。在【约束形式】下拉列表中选择“注释性”，则动态尺寸约束转换为注释性尺寸约束。4.修改尺寸约束名称的格式。单击【标注】面板右下角的箭头，弹出【约束设置】对话框，如左图所示。在【标注】选项卡的【标注名称格式】下拉列表中选择“名称”，再取消“为注释性约束显示锁定图标”选项，结果如右图所示。6.2.3用户变量及方程式尺寸约束通常是数值形式，但也可采用自定义变量或数学表达式。单击【参数化】选项卡中【标注】面板上的按钮，打开【参数管理器】，如下图所示。此管理器显示所有尺寸约束及用户变量，利用它可轻松地对约束和变量进行管理。单击尺寸约束的名称以亮显图形中的约束。双击名称或表达式进行编辑。单击鼠标右键并选择“删除”选项以删除标注约束或用户变量。单击列标题名称对相应列进行排序。尺寸约束或变量采用表达式时，常用的运算符及数学函数如下表所示。运算符说明+加-减或取负值*乘/除^求幂()圆括号或表达式分隔符在表达式中使用的运算符函数语法函数语法余弦cos(表达式)反余弦acos(表达式)正弦sin(表达式)反正弦asin(表达式)正切tan(表达式)反正切atan(表达式)平方根sqrt(表达式)幂函数pow(表达式1;表达式2)对数，基数为eln(表达式)指数函数，底数为eexp(表达式)对数，基数为10log(表达式)指数函数，底数为10exp10(表达式)将度转换为弧度d2r(表达式)将弧度转换为度r2d(表达式)表达式中支持的函数练习4：定义用户变量，以变量及表达式约束图形。1.指定当前尺寸约束为注释性约束，并设定尺寸格式为“名称”。2.绘制平面图形，添加几何约束及尺寸约束，使图形处于完全约束状态，如下图所示。3.单击【标注】面板上的按钮，打开【参数管理器】，利用该管理器修改变量名称、定义用户变量及建立新的表达式等，如下图所示。单击按钮可建立新的用户变量。4.利用【参数管理器】对话框将矩形面积改为3000，结果如下图所示。6.3参数化绘图的一般步骤使用LINE、CIRCLE及OFFSET等命令绘图时，必须输入准确的数据参数，绘制完成的图形是精确无误的。若要改变图形的形状及大小，一般要重新绘制。利用AutoCAD的参数化功能绘图，创建的图形对象是可变的，其形状及大小由几何及尺寸约束控制。当修改这些约束后，图形就发生相应变化。利用参数化功能绘图的步骤与采用一般绘图命令绘图是不同的，主要作图过程如下。1.根据图样的大小设定绘图区域大小，并将绘图区充满图形窗口显示，这样就能了解随后绘制的草图轮廓的大小，而不至于使草图形状失真太大。2.将图形分解成由外轮廓及多个内轮廓组成的结构，按先外后内的顺序绘制。3.绘制外轮廓的大致形状，创建的图形对象，其大小是任意的，相互间的位置关系如平行、垂直等是近似的。4.根据设计要求对图形元素添加几何约束，确定它们之间的几何关系。一般先让AutoCAD自动创建约束，如重合、水平等，然后加入其他约束。为使外轮廓在XY坐标面的位置固定，应对其中某点施加固定约束。5.添加尺寸约束，确定外轮廓中各图形元素的精确大小及位置。创建的尺寸包括定形及定位尺寸，标注顺序一般为先大后小，先定形后定位。6.采用相同的方法依次绘制其他内轮廓。练习5：利用AutoCAD的参数化功能绘制平面图形，如下图所示。先绘制出图形的大致形状，然后给所有对象添加几何约束及尺寸约束，使图形处于完全约束状态。1.设定绘图区域大小为800×800，并使该区域充满整个图形窗口显示出来。2.打开极轴追踪、对象捕捉及自动追踪功能，设定对象捕捉方式为“端点”、“交点”及“圆心”。3.用LINE、CIRCLE及TRIM等命令绘制图形，图形尺寸任意，如左图所示。修剪多余线条并倒圆角形成外轮廓草图，如右图所示。4.启动自动添加几何约束功能，给所有图形对象添加几何约束，如下图所示。5.创建以下约束。给圆弧A、B、C添加相等约束，使3个圆弧的半径相等，如左图所示。对左下角点施加固定约束。给圆心D、F及圆弧中点E添加水平约束，使3点位于同一条水平线上，如右图所示。操作时，可利用对象捕捉确定要约束的目标点。6.单击按钮，隐藏几何约束。标注圆弧的半径尺寸，然后标注其他尺寸，如左图所示。将角度值修改为60，结果如右图所示。7.绘制圆及线段，如左图所示。修剪多余线条并自动添加几何约束，如右图所示。8.给圆弧G