CATIA数学建模与应用.ppt

CATIA数学建模与应用,前言,CATIA是一种功能强大的计算机辅助设计软件，主要用于航空航天工业和汽车工业，其强大的造型功能模块和曲面造型模块为现代化工业无纸化设计提供了强大的工具。,第一章 CATIA软件介绍,1.1 CATIA的用户界面顶部菜单区产品/部件/零件树形结构图图形工作区功能菜单区工具菜单区1.2 CATIA模型存放及显示设置产品结构、文档及CATIA元素的选取物体的显示特性以及显示模式,CATIA的工作界面,1.11 顶部菜单区,CATIA V5R17的顶部菜单区如图所示：顶部菜单区自左向右由十个部分组成，其中“开始（start）”菜单包括CATIA所有的模块操作命令的组合菜单，CATIA模块主要包括 Infranstruction（基础结构）、Mechanical Design（机械设计）等。,1.11 顶部菜单区,每个主模块下面又包含多个子模块，如“机械设计”下面包含：Part Design（零部件设计）、Assembly Design（装配件设计）、草图绘制器（草图绘制器）等。当选择一个模块时，工作界面就自动调整为选择的界面。文件管理菜单是用以保存和开启档案文件，在保存文件的时候要注意，CATIA提供了多种文件保存格式，一般默认为 CATProduct。,1.12 产品/部件/零件树形结构图,CATIA软件用户界面的左边有一个零件树，通过它可以方便的查询零件或者产品部件的各项数据，双击树形结构的某一操作按钮就可以直接进入此项操作。历史树的结构 历史树包含了所有的特征、约束以及关系。2.历史树的操作 1.历史树的显示与隐藏：单击F3键可以切换历史树的显示与隐藏。2.显示与隐藏：单击历史树的任一对象，再单击右键，选择隐藏/显示，可将所选对象显示与隐藏。,图2-5,例如，图2-5所示特征树的根结点是Part1，它以下有xy、yz、zx三个基准平面和PartBody四个结点。结点是一个三维形体。它的下一层有，4个对象和3个pocket，共7个结点。说明它是经过4次对象（拉伸）和3次pocket（挖切）形成的,1.13 图形工作区,图形工作区是CATIA主要的绘图区域，其左边是树形结构，右边是罗盘。在CATIA中我们可以采用罗盘来对试图进行旋转和平移。通过鼠标对视图进行操作：窗口缩放：按住滚轮后，单击鼠标左/右键，上下拖动鼠标。窗口移动：按住滚轮，拖动鼠标。窗口旋转：按住滚轮，再按住鼠标左/右键，移动鼠标即可。,1.14 功能菜单区,在图形工作区右边的是与选中的工作台相应的功能菜单区，以机械设计中的零件设计为例，在顶部菜单区中的开始菜单中选择机械设计中的零件设计分菜单，这时在功能菜单区出现了与零件设计相对应的功能菜单：,1.15 工具菜单区,在图形工作区下方是工具菜单区，一些常用的工具，如粘贴、复制、保存、显示全部、移动、旋转、放大、缩小、测量等。标准工具条：知识工具条：视图工具条：,视图工具条：1.最佳显示 单击该图标或选择菜单“视图”“适合全部”，全部图形对象按最佳比例显示。2.放大显示 单击一次该图标，显示比例约放大1.4倍。3.缩小显示 单击一次该图标，显示比例约缩小1.4倍。4.缩放显示 选择菜单“视图”“缩放”，按住鼠标左键，向外移动光标，放大显示，向内移动光标，缩小显示。5.窗口放大显示 选择菜单“视图”“缩放区域”，在P1点按住鼠标左键，移动光标到P2点，松开鼠标左键，以P1、P2为对角点的矩形区域尽可能大地被显示。,6.改变观察位置 单击图标或选择菜单“视图”“平移”，按住鼠标左键，观察位置随着鼠标的移动做同样的平移。7.改变观察方向 1从任意方向观察形体 单击图标 或选择菜单“视图”“旋转”，按住鼠标左键，出现一个和一个虚线的圆，见图2-14。表示人眼的位置，圆心位于坐标系的原点，与圆心连线即为观察方向。在圆内表示从前向后观察，在圆外表示从后向前观察。图形对象随着鼠标沿弧线的移动而旋转。,图2-14,2.沿基准平面法线的方向观察形体 单击图标，选择基准平面，例如从特征树上选择xy平面。图2-15所示依次是沿xy平面、yz平面、zx平面的法线方向观察形体的结果。,图2-15,xy平面,yz平面,zx平面,1.21 文档及CATIA元素的选取,文档：1.Part 是存储CATIA模型的基本文件，通常以*.CATPart为后缀。2.选择文件下拉菜单或者通过快捷键 Ctrl+N 新建一个文档。3.单击图标或选择菜单“文件”【New】，将弹出如右图所示确定新文件类型的“新建”对话框，例如选择Part，单击确定按钮，即可建立一个新文件，并且进入三维零件建模模块。,4.打开已有的文件 单击图标或选择菜单“文件”“打开”，将弹出“文件选择”对话框，选择一个已有的文件，例如选择“Drawing1.CATDrawing”，单击“打开”按钮，即可打开该文件并且进入二维作图模式。,5.保存文件1.保存已命名的文件单击图标或选择菜单“文件”“保存”即可。2.以另外的名字保存文件选择菜单“文件”“另存为”，在随后弹出的“另存为”对话框内输入文件名即可。3.保存未命名的新文件单击图标 或选择菜单“文件”“保存”，在随后弹出的“另存为”对话框内输入文件名即可。,2.CATIA元素的选取以及操作,2.CATIA元素的选取：选择一个物体：鼠标移动到该物体，左键单击该物体，即可选中该物体。选择多个物体：按住 Ctrl 键再用左键点击，即可连续选中物体。,3.鼠标操作 CATIA推荐用三键或带滚轮的双键鼠标，各键的功能如下：1.左键 确定位置、选取图形对象、菜单或图标。2.右键 单击右键，弹出上下文相关菜单。3.中键或滚轮（1）按住中键或滚轮，移动鼠标，拖动图形对象的显示位置。（2）按住中键或滚轮，单击左键，向外移动鼠标，放大图形对象的显示比例，向内移动鼠标，缩小图形对象的显示比例。（3）同时按住中键或滚轮和左键，移动鼠标，改变对图形对象的观察方向。以上操作可以改变图形对象的位置、大小和旋转一定角度，但只是改变了用户的观察位置和方向，图形对象的位置并没有改变。,4.罗盘操作 罗盘是由与坐标轴平行的直线和三个圆弧组成的，其中X和Y轴方向各有两条直线，Z轴方向只有一条直线。这些直线和圆弧组成平面，分别与相应的坐标平面平行，见图2-3。通过菜单“视图”“罗盘”可以显示或隐藏罗盘。当罗盘与形体分离时，利用罗盘可以改变形体的显示状态。当罗盘附着到形体的表面时，利用罗盘可以改变形体的实际位置。,图2-3,（1）改变形体的显示位置 当光标接近罗盘的直线和圆弧段时，直线或圆弧段呈红色显示，光标由箭头改变为手的形状。按住鼠标左键，沿罗盘的直线移动时，形体将沿着相应的方向做同样的“移动”。按住鼠标左键，沿罗盘的弧线移动时，形体将绕相应的坐标轴同方向做同样的“旋转”。用光标指向罗盘顶部的圆点时，圆点呈红色显示。按住鼠标左键，拖动圆点绕另一端红色的方块旋转时，形体也会跟着“旋转”。以上操作只是改变了观察形体的位置和方向，形体的实际位置并没有改变。,（2）改变形体的实际位置 当光标指向罗盘的红色方块时，光标改为。按住鼠标左键，拖动罗盘到形体的表面，罗盘呈绿色显示，坐标轴名称改变为U、V、W，表示罗盘已经附着到形体的表面上，见图2-4。操作方法和操作过程与改变形体的显示位置相同，但改变的是形体的实际位置。用鼠标拖动罗盘底部的红色方块，或者选择菜单“视图”“重置罗盘”，罗盘即可脱离形体表面，返回到原来位置。,图2-4,1.22 物体的显示特性及显示模式,物体的显示特性：预设物体的显示特性，选择“工具”菜单下的“显示”一栏，在弹出的对话框中改变背景颜色和线性等。2.设置显示模式：物体的显示模式主要分为：,（1）形体用三维线框表示。（2）边或轮廓线用前景色，表面用背景色，不显示被表面遮挡的边或轮廓线。（3）用前景色浓淡着色显示形体的表面。,（4）除了用前景色浓淡着色显示形体的表面之外，还用背景色显示形体的边或轮廓线。（5）除了用前景色浓淡着色显示形体的表面之外，还用背景色显示形体所有的边或轮廓线。（6）将材质信息附着到形体的表面上。,第二章 草图设计,2.1 进入草图工作台2.2 草图功能介绍草图环境控制工具栏草图创建工具栏草图编辑工具栏约束工具栏标准元素与构造元素,2.1 进入草图工作台,常用的有两种方法进入草图工作台：选择CATIA顶部菜单区的“开始”菜单，选择“机械设计”中的草图绘制器。这时系统会提示你选择一个面作为草图绘制的基准面，选择一个基准面或者是一个实体表面，这样就进入草图设计工作台。在零件设计工作台下单击 按钮后选择基准面、几何平面或者现有的草图，便进入草图环境。在草图工作台单击 按钮就可以保存草图并退出草图工作台。,2.1 草图设计工作台,2.21 草图环境控制工具栏,草图环境控制工具栏中有四个关于草图环境设定的按钮：栅格点捕捉按钮 创建标准元素按钮 自动加载几何约束按钮 尺寸约束按钮,2.22 草图创建工具栏 选取菜单插入轮廓”即可显示图3-3所示有关绘制图形的菜单，从中选取绘制图形的菜单项，或者单击图2-2所示轮廓”工具栏的图标，即可绘制所选的图形。,轮廓预定义的图形圆和圆弧圆锥曲线样条曲线直线轴线点,轮廓预定义的图形圆和圆弧样条曲线圆锥曲线直线轴线点,图2-2 有关绘制图形的菜单,图2-3 轮廓”工具栏的图标,一、绘制轮廓线 绘制由若干直线段和圆弧段组成的轮廓线。单击图标，提示区出现“单击或选择轮廓的起点”的提示，“草图工具”工具栏显示为图2-4所示的状态。,“草图工具”工具栏的右端增加了直线段、沿前一段相切的方向绘制圆弧段和3点绘制圆弧段3个图标。当前线段的种类橙色显示。图标的右方是起点的“H”和“V”文本编辑框。,图2-4,（1）确定轮廓线的起点 移动鼠标，在“草图工具”工具栏显示了光标的当前位置，单击鼠标左键，即输入了该轮廓线的起点，也可通过工具栏的“H”和“V”文本编辑框键入起点的坐标。“草图工具”工具栏也随之改变为图2-5所示绘制直线段的状态。图2-5（2）确定轮廓线直线段的端点或绘制圆弧段 此时除了可以用光标或x、y的坐标方式确定直线段的端点外，还可通过工具栏的“L”和“A”编辑框键入直线段的长度和角度确定直线段的端点。,每段线开始都是绘制直线状态，如果单击图标 或，将改变为绘制圆弧段。Tools工具栏也随之改变为图2-6所示绘制圆弧段的状态。单击图标，将绘制由三个点确定的圆弧，因此还需要输入两个点，在“草图工具”工具栏上依次出现“单击选择第二个点”和“单击选择最后一个个点”的提示；单击图标，绘制的圆弧与前一段直线或圆弧相切，因此只需要输入一个点。,图2-6,如果在绘制圆弧时改变为绘制直线，可单击图标。如果按下鼠标左键从轮廓线的最后一点拖动一个矩形，将得到一个圆弧，该圆弧与前一段线相切，端点在矩形的对角点上。绘制轮廓线的段数没有限制，若再次单击图标 或者双击鼠标左键，将结束绘制轮廓线；若首尾两点重合，将自动结束绘制轮廓线。,二、绘制简单图形 单击图标，将弹出含有下列简单图形的工具栏。1、绘制水平方向的矩形 单击图标，提示区出现“选择或单击第一个点创建矩形”的提示，“草图工具”工具栏扩展为图2-7所示的状态。,图2-7,（1）两对角点确定矩形 输入一个点之后，“草图工具”工具栏也随之改变为图2-8所示确定矩形第二个角点的状态。再输入一个不在同一水平或垂直线上的点，即可得到该矩形。（2）一个点、矩形的宽度和高度确定矩形 输入一个点之后，在图2-8所示工具栏的“宽度”和“高度”编辑框分别键入矩形的宽度和高度，即可得到该矩形。宽度和高度的数值可以是负数，表示沿坐标轴的反方向。,图2-8,2、绘制任意方向的矩形 单击该图标，提示区出现“选择一个点或单击以定位起点”的提示，“草图工具”工具栏扩展为图2-9所示的状态。（1）三点确定任意方向的矩形 第一点P1确定了矩形的位置，第二点P2与第一点P1确定了矩形的宽度和角度，第三点P3与第二点P2确定了矩形的高度，见图2-10（a）。,图2-9,(2)一点、宽度、角度和高度确定任意方向的矩形 如果输入了矩形的一个点P1、宽度W和角度，还需输入矩形的高度Height或矩形的对角点P2见图2-10（b）。,(a)(b)图2-10 绘制任意方向的矩形,3、绘制平行四边形 单击该图标，提示区出现“选择一个点或单击以定位起点”的提示，“草图工具”工具栏的状态与图2-10相同。（1）三点确定平行四边形 第一点P1确定了平行四边形的位置，第二点P2与第一点P1确定了平行四边形的底边，第三点P3确定了平行四边形的另一条边，见图2-11（a）。（2）一点、宽度、角度和另一点确定平行四边形 如果输入了平行四边形的一个点P1、宽度W和角度A，只是确定了平行四边形的底边，还需输入与P1对角的另一点，才能确定这个平行四边形。,（3）一点、宽度、角度、另一边角度和平行四边形的高度确定平行四边形输入了平行四边形的一个点P1、宽度W和角度A，确定了平行四边形的底边，再输入另一边角度角度和平行四边形的高度Height，就确定了这个平行四边形，见图2-11（b）。,(a)(b)图2-11绘制平行四边形,4、绘制长圆形 单击该图标，提示区出现“定义中心到中心的距离”的提示，“草图工具”工具栏扩展为图2-12的状态。（1）圆弧半径、一点、两圆心连线的长度和角度确定长圆形 如果输入了长圆形的圆弧半径R、第一个圆心P、两圆心连线的长度L和角度A，即可得到一个长圆形，见图2-13（a）。,图2-12,（2）三点确定长圆形 第一点P1确定了长圆形的第一个圆心，第二点P2确定了长圆形的第二个圆心，轮廓线通过第三点P3，见图3-14（b）。,(a)(b)图2-13绘制长圆形,5.绘制弯曲的长圆形 该图形的特点是两个小圆弧的圆心在一个大圆弧上。单击图标，提示区出现“定义中心到中心的距离”的提示，“草图工具”工具栏扩展为图2-14的状态。,图2-14绘制弯曲的长圆形时的“草图工具”工具栏,（1）小圆弧的半径和大圆弧的圆心、半径、起始角、包含角确定弯曲的长圆形。如果输入了小圆弧的半径半径和大圆弧的圆心P、半径R、起始角A、包含角S，即可得到一个长圆形，见图2-15（a）。,（2）四点确定弯曲的长圆形 第一点P1确定了长圆形大圆弧的圆心，第二点P2确定了大圆弧上的一个小圆弧的圆心，第三点P3确定了大圆弧上另一个小圆弧的圆心，轮廓线通过第四点P4，见图2-15（b）。,(a)(b)图2-15绘制弯曲的长圆形,6、绘制钥匙孔 单击该图标，提示区出现“选择一个点或单击以定位起点”的提示，输入正六边形的中心，“草图工具”工具栏显示为图2-16的状态。,图2-16绘制钥匙孔时的“草图工具”工具栏,钥匙孔有大、小两个圆弧。输入第一个点P1，该点是钥匙孔大圆弧的中心；输入第二个点P2，该点是钥匙孔小圆弧的中心；输入第三个点P3，若P3点在P1或P2点的外侧，P3点与P2点或P3点的,距离即为钥匙孔小圆弧的半径，否则，P3点到P1、P2点连线的距离为钥匙孔小圆弧的半径，见图2-17(a)；输入第四个点P4，P4点到P1点的距离即为钥匙孔大圆弧的半径，见图2-17(b)所示的钥匙孔。,(a)(b)图2-17绘制钥匙孔,7、绘制正六边形 单击该图标，提示区出现“选择或单击以定位六边形中心”的提示，输入正六边形的中心，“草图工具”工具栏显示为图2-18的状态。图2-18输入正六边形的中心之后的“草图工具”工具栏 输入一个点P1，该点是正六边形的中心，再输入一个点P2，该点是正六边形某条边的中点，即可得到图2-19(a)所示的正六边形；或者键入正六边形对边的距离尺寸和角度角度，即可确定图2-19(b)所示的正六边形。,(a)(b)图2-19绘制正六边形,三、绘制圆和圆弧 单击图标，将弹出含有下列一些方式绘制圆和圆弧的工具栏。1.圆心、半径方式绘制圆 输入两个点，第一个点为圆心，两点连线为半径，或者输入圆心和半径都可得到一个圆。2.三点方式绘制圆 输入不在同一直线上的三个点即可得到一个圆。3.以对话框的方式绘制圆 单击该图标，将弹出图2-20所示“圆定义”对话框，按直角(Cartesian)坐标或极坐标(Polar)方式填写圆心的坐标和半径，即可得到一个圆。,图2-20 图2-214.绘制与三个对象相切的圆 单击该图标，选取三条直线、圆或圆弧，即可得到与被选对象相切的圆，见图2-21所示的大圆。,5.三点方式绘制圆弧 输入不在同一直线上的三个点，第一点为圆弧的起点，第二点为圆弧上点，第三点为圆弧的端点。6.起点、端点、第三点方式绘制圆弧 与三点方式不同的是最后一个点为圆弧上点，也可以输入半径，但需要输入最后一个点确定圆弧在前两个点在圆弧的哪一侧。7.圆心、半径、起始角、包含角方式绘制圆弧 单击该图标，“草图工具”工具栏显示为图2-22所示的状态。图2-22 圆心、半径方式绘制圆弧的“草图工具”工具栏,（1）圆心、半径、起始角（A）、包含角（S）方式绘制圆弧输入圆弧的圆心、半径、起始角、包含角即可得到图2-23（a）所示的圆弧。（2）三点确定起始角、包含角方式的圆弧第一点P1为圆弧的圆心，第二点P2为圆弧的起点，也是圆弧的起始角，第三点P3为圆弧的终点，见图2-23（b）。（a）(b)图2-23圆心、半径、起始角、包含角方式绘制圆弧,四、样条曲线和圆弧连接 单击图标，将弹出含有绘制样条曲线和圆弧连接的工具栏：。1.绘制样条曲线 单击该图标，提示区出现“选择或单击样条的第一控制点”的提示，依次输入控制点P1P7，即可得到图2-24所示样条曲线。,图2-24绘制样条曲线,2.圆弧连接 用圆弧连接两个图形元素,并与之相切。图形元素可以是直线、圆弧或圆。圆弧半径的大小与选择点有关。图2-25上一行是单击图标 后所选的两个对象，下面是圆弧连接后的结果。,图2-25圆弧连接,五、绘制二次曲线 单击图标，将弹出含有绘制下列二次曲线的工具栏：。1.绘制椭圆 单击该图标，提示区出现“单击定义椭圆中心”的提示，“草图工具”工具栏显示为图2-26所示的状态。,图2-26开始绘制椭圆时的“草图工具”工具栏,（1）输入椭圆的中心、主、次轴半径和旋转角 输入的中心P、主(Major)、次(Minor)轴半径的长度和旋转角A，即可得到图2-27(a)所示的椭圆。（2）三点确定椭圆 第一点P1确定了椭圆的中心，第二点P2确定了椭圆主轴的一个端点，第三点P3确定了椭圆的形状，见图2-27（b）。,(a)(b)图2-27绘制椭圆,2.绘制抛物线 单击该图标，提示区出现“选择点或单击以定义焦点”的提示。依次输入抛物线的焦点P1、顶点P2、起始点P3和终止点P4，即可得到图2-28所示的抛物线。,图2-28绘制抛物线,3.绘制双曲线 单击该图标，提示区出现“选择点或单击以定义焦点”的提示，依次输入双曲线的焦点P1、中心P2、顶点P3、起始点P4和终止点P5，即可得到图2-29所示的双曲线。,图2-29绘制双曲线,4.创建二次曲线 单击该图标，提示区出现“选择点或单击以定位第一中点”的提示，依次输入二次曲线的第一个端点P1、第二个端点P2、曲线上的点P3、P4和P5，即可得到图2-30所示的二次曲线。,图2-30创建二次曲线,六、绘制直线 单击图标，将弹出含有绘制一些直线的工具栏：。1.绘制直线段 单击图标，提示区出现“选择一个点或单击以定位起点”的提示，“草图工具”工具栏显示为图2-31所示的状态。,图2-31开始绘制直线时的“草图工具”工具栏,（1）起点、长度和角度确定直线 输入直线起点P1或它的水平H和垂直V位置、长度L、角度A，即可得到图2-32（a）所示的直线。（2）两点确定直线 输入直线的起点P1和终点P2得到图2-32（b）所示的直线。（3）绘制两倍长度的直线 单击图标，起点P1将作为当前直线的中点，得到两倍长度的直线，见图2-32（c）。,(a)(b)(c)图2-32绘制直线段,2.绘制无限长的直线 单击该图标，“草图工具”工具栏显示为图2-33所示的状态。（1）两点确定无限长的直线 单击图标，再输入两个点，即可得到通过这两个点的无限长直线。（2）绘制指定方向的无限长直线 单击图标，在角度A编辑框输入指定的角度，即可得到通过指定点的无限长直线。,图2-33绘制无限长直线的“草图工具”工具栏,（3）绘制水平方向的无限长直线 单击图标，将得到通过指定点的水平方向的无限长直线。（4）绘制铅垂方向的无限长直线 单击图标，将得到通过指定点的铅垂方向的无限长直线。3.绘制与两个圆或圆弧相切的直线 单击图标，选择两个圆或圆弧，即可得到与圆或圆弧相切的直线。切点将作为所得直线的端点。切点与选择位置有关。如果选择了直线，直线上与选择最近的点将作为所得直线的端点。4.绘制无限长的角平分线 单击图标，选择两条直线，即可得到两条直线的无限长的角平分线。,七、绘制轴线 单击图标，输入轴线的起点P1和终点P2，或者输入轴线的起点、长度和角度即可确定一条轴线。八、绘制点 单击图标，将弹出含有绘制下列二次曲线的工具栏。1.绘制一个点 单击该图标，用光标指定一个位置，或者在“草图工具”工具栏输入点的坐标即可绘制一个点。2.以对话框方式绘制一个点 单击该图标，在随后弹出的“点定义”对话框内输入点的坐标即可绘制一个点。,3.创建等分点 单击该图标，选取待添加点的直线或曲线，在随后弹出的图2-34所示“等距点定义”对话框的“新点”框输入点的数量，即可添加指定数量的分布均匀的一些点（不包括直线或圆弧的端点）。,图2-34“等距点定义”对话框,4.创建交点 在指定的一个图形对象与另一些图形对象（包括它们的延长线）的相交处创建点。单击该图标，首先选取一些图形对象，然后再指定与这些图形对象相交的一个图形对象，即可得到它们的交点。例如，单击该图标，首先选取图2-35(a)所示的直线和圆弧，然后指定椭圆为与相交的图形对象，即可创建了9个交点，见2-35(b)。,图2-35创建交点,5.将所选的一些点投影到指定的图形对象上 被投影的点除了用图标 创建的点之外，还包括直线的端点、圆和椭圆的圆心、圆弧的圆心和端点、样条曲线的控制点。点可以投影到指定的直线或曲线上。例如，单击图标，首先选取图2-36所示的除了水平直线之外的所有图形对象，然后指定将这些对象中的点投影到水平直线上，于是在水平直线上创建了9个点的投影。,图2-36将点投影到水平直线上,2.23 草图编辑工具栏 选取菜单“插入”“操作”即可显示图2-37所示有关图形编辑的菜单，从中选取编辑或修改图形的菜单项，或者单击图2-38所示有关图形编辑的“操作”工具栏的图像图标，即可绘制所选的图形。图2-38“操作”工具栏,倒圆角倒角修改转换三维操作,倒圆角倒角修剪对称三维投影,图2-37 有关图形编辑的菜单,图2-38有关图形编辑的工具栏,一、倒圆角 创建与两个直线或曲线图形对象相切的圆弧。单击图标，提示区出现“选择第一曲线或公共点”的提示，“草图工具”工具栏显示为图2-39(a)所示的状态。1.操作(1)选取一个图形对象，“草图工具”工具栏增加了“半径”编辑框，见图2-39(b)。,(b)图2-39开始倒圆角时的工具栏,在“半径”编辑框键入圆角半径的值，选取另一个图形对象，即可创建指定半径的圆角,见图2-40(a)。选取另一个图形对象，输入一个点，创建的圆弧将通过该点并与两个被选的图形对象相切,见图2-40(b)。,(a)(b)(c)(d)图2-40创建圆角,（2）如果选取了两个图形对象的交点，就同时选取了两个图形对象，再通过输入一个点的操作确定圆角半径，见图2-40(c)。（3）如果选取了两条平行的直线，圆角半径的值取两条平行线距离的一半，圆弧方向与光标移动方向相同，见图2-40(d)。2.选择工具栏的下列图标，可以确定是否保留或删除切点之外的多余线段（1）删除圆角之外的多余线段，见图2-40(a)。（2）删除第一个被选对象的圆角之外的多余线段，见图2-40(b)。（3）保留圆角之外的多余线段，见图3-41(c)。,二、倒角 创建与两个直线或曲线图形对象相交的直线，形成一个倒角。单击图标，提示区出现“选择第一曲线或公共点”的提示，“草图工具”工具栏显示为图2-41(a)所示的状态。选取两个图形对象或者选取了两个图形对象的交点，“草图工具”工具栏扩展为图2-41(b)所示的状态。,(a)(b)图2-41倒角时的“草图工具”工具栏,1.确定倒角大小的方法 新创建的直线与两个待倒角的对象的交点形成一个三角形，选择工具栏的下列图标，可以选择以下三种确定倒角大小的方法：（1）新直线的长度及其与第一个被选对象的角度，见图2-42(a)。（2）两个被对象的交点与新直线交点的距离，见图2-42(b)。（3）新直线与第一个被选对象的角度其与第一个被选对象的交点到两个被对象的交点的距离，见图2-42(c)。,(a)(b)(c)图2-42确定倒角大小的方法,2.操作（1）输入一个点，将得到通过该点的，与两个被选对象夹角相等且相交（包括延长线）的直线,见图2-43(a)。（2）在“长度”编辑框输入长度值，即可创建与两个被选对象相交的，当前角度的，指定长度的直线，见图2-43(a)、图2-43(c)。（3）在“角度”编辑框输入角度值，再输入一个点，即可创建通过该点与第一个被选对象成指定前角度的，与两个被选对象相交的直线，见图2-43(b)、图2-43(c)。（4）在“角度”和“长度”编辑框分别输入角度和长度值，即可创建与两个被选对象相交的，指定角度和长度的直线，见图2-42(a)、图2-42(c)。,（5）若选择了方法，并且在“第一长度”和“第二长度”编辑框分别输入两个倒角边的长度值，将创建与两个被选对象相交的，符合要求的直线，见图2-42(b)。,(a)(b)(c)图2-43一点确定倒角,3.选择工具栏的下列图标，可以确定是否保留或删除交点之外的多余线段（1）删除倒角之外的多余线段，见图2-43(a)（2）删除第一个被选对象的倒角之外的多余线段，见图2-43(b)。（3）保留倒角之外的多余线段，见图2-43(c)。,三、修改图形对象 单击图标，将弹出含有修改图形对象的工具：1.剪切或延长 单击该图标，提示区出现“选择点或曲线类型元素”的提示，工具栏显示为图2-44时的状态。,(a)(b)图2-44开始修剪时的“草图工具”工具栏,（1）同时剪切或延长两个直线或曲线对象 选择图标，或工具栏已显示为图2-44(a)时的状态，依次选择两条不平行的待剪切或延长的直线或曲线，它们的交点将为两对象新的端点，若每个对象的一个端点在选择点与交点之间（延长线相交），该对象延长至交点，见图2-45(a)，否则（实际相交），缩短至交点，见图2-45(b)。若剪切圆或椭圆，0位置是它们的另一个端点，见图2-45(c)。,图2-45同时剪切或延长两个直线或曲线对象,（2）只剪切或延长一个直线或曲线对象 选择图标，或工具栏已显示为图2-44(b)时的状态，首先选择一条待剪切或延长的直线或曲线，再选择一条直线或曲线作为剪切或边界的对象，它们的交点将为第一个对象新的端点，若该对象的一个端点在选择点与交点之间（延长线相交），该对象延长至交点，见图2-46(a)，否则（实际相交），缩短至交点，见图2-46(b)。若剪切圆或椭圆，0位置是它们的另一个端点，见图2-46(c)。,图2-46只剪切或延长一个直线或曲线对象,（3）动态改变一条直线或曲线的长度 选择图标 或，选取一条待改变长度的直线或曲线，移动光标，所选对象的与光标最近的一个端点将随之改变，单击鼠标左键即可确定该端点新的位置，见图2-47。,图2-47动态改变直线或圆弧的长度,2.切断一条直线或曲线 单击该图标，提示区出现“选择要断开的元素或公共点”的提示。选取一条待切断的直线或曲线，输入断点的位置，被选的对象被切断为两个对象，若切断圆或椭圆，0位置是它们的另一个端点，见图2-48。,图2-48切断直线或曲线,3.快速修剪 快速修剪直线或曲线。若选到的对象不与其他对象相交，则删除该对象；若选到的对象与其他对象相交，则该对象的选取点处的与其他对象相交一段被删除，每次只修剪一个对象。图2-49(a)、(c)为修剪前的图形，圆点表示选取点，修剪结果如图2-49(b)、(d)所示。,(a)(b)(c)(d)图2-49快速修剪图形,2.24 约束工具栏在草图设计环境下，利用约束功能，可以便捷地绘制出精度更高的图形。根据作图需要，可以选择栅格约束、几何约束或尺寸约束。选择下拉菜单“视图”“工具栏”“草图工具”即可显示图2-50所示“草图工具”工具栏。,图2-50“草图工具”工具栏,一、栅格约束 栅格约束就是用栅格约束光标的位置，约束光标只能在栅格的一个格点上。图2-51（a）是在关闭栅格约束的状态下，用光标确定的直线，图2-51（b）是在打开栅格约束的状态下，用光标在同样的位置确定的直线。显然，在打开栅格约束的状态下，容易绘制精度更高的直线。,（a）（b）图2-51栅格约束的作用,1.切换栅格约束的状态 单击“草图工具”工具栏的图标，即可切换栅格约束的状态，橙色显示的图标 表示栅格约束为打开状态。2.设置栅格的大小 选择菜单“草图工具”“选项”，即可显示“选项”对话框，单击该对话框结构树的草图绘制器项，即可显示图2-52所示含有草图绘制器选项卡的“选项”对话框。,图2-52含有草图绘制器选项卡的“选项”对话框,二、几何约束 几何约束的作用是约束图形元素本身的位置或图形元素之间的相对位置。当图形元素被约束时，在其附近将显示表2-1所示的专用符号。被约束的图形元素在改变它的约束之前，将始终保持它的现有的状态。1.几何约束的种类 几何约束的种类与图形元素的种类和数量有关，见表2-1。,2.自动建立几何约束 自动建立几何约束的必要条件是必须在智能拾取的环境下。在智能拾取状态下，单击图2-50所示“草图工具”工具栏的图标，若该图标橙色显示，即可进入几何约束状态；再次单击图标，即将退出几何约束状态。,3.添加、解除或改变几何约束 若图标 呈橙色显示，通过图标，可以约束图形对象的几何位置，同时添加、解除或改变图形对象几何约束的类型，若图标 呈蓝色显示，通过图标，可以按几何约束条件改变图形对象的几何位置，但并不对图形对象施加几何约束。其操作步骤是：单击图标，使其呈橙色显示，选取待添加或改变几何约束的图形对象，例如选取一条直线，单击图标，弹出图2-53所示“约束定义”对话框。该对话框有17个确定几何约束和尺寸约束的切换开关，所选图形对象的种类和数量决定了该对话框可定义约束的种类和数量。本例选取了一条直线，可供操作的只,有“修正”、“水平”和“垂直”3个确定几何约束的切换开关和一个确定“长度”的尺寸约束的切换开关。打开“修正”切换开关，在被选直线处标注了固定符号，并且固定了该直线的位置，见图2-54（a）。,图2-53“约束定义”对话框,如果按住Ctrl键依次选取图2-54（b）所示的左、右直线和中间的轴线，打开“约束定义”对话框的切换开关“对称”，两直线调整为与轴线对称，并建立了两条直线的对称约束。(a)(b)图2-54定义几何约束后的图形 选取具有几何约束关系的图形对象，例如选取图2-54(a)所示的直线，单击图标，弹出图2-53所示定义约束的对话框。关闭“修正”切换开关，单击“确定”按钮，符号“”消失，即可解除该直线的“固定”约束。如果关闭“修正”切换开关的同时打开“水平”切换开关，直线将改变为水平方向，并标注符号“H”。如果只是解除图形对象的几何约束，只要删除几何约束符号即可。,三、尺寸约束 尺寸约束的作用是用数值与图形对象的大小或与图形对象之间的相对位置建立约束关系。尺寸约束以尺寸标注的形式标注在相应的图形对象上。被尺寸约束的图形对象只能通过改变尺寸数值来改变它的大小，也就是尺寸驱动。进入零件设计（Part Design）模块后，将不再显示标注的尺寸或几何约束符号。1.自动建立尺寸约束 若该图标为打开状态（橙色显示），将自动标注键入到“草图工具”工具栏的参数域的尺寸。例如，单击图标，输入矩形的第一个角点，草图工具栏的显示为图2-55所示的状态，在“宽度”编辑框键入100，在“高度”编辑框键入50，即可生成图2-56所示的带有宽度和高度尺寸标注的矩形。,图2-55绘制矩形时的工具栏 图2-56带有宽度和高度尺寸的矩形,2.交互方式建立尺寸约束 单击 图标，选取待标注的对象（或者先选取待标注的对象，再单击该图标），确定尺寸线的位置，即可实现尺寸标注。（1）标注直线的长度 单击图标，选取待标注的直线，确定尺寸线的位置，结果见图2-57(a)。（2）标注圆的直径 单击图标，选取待标注的圆，确定尺寸线的位置，结果见图2-57(b)。（3）标注圆弧的半径 单击图标，选取待标注的圆弧，确定尺寸线的位置，结果见图2-57(c)。,（4）标注角度 单击图标，选取形成角度的两条直线，确定尺寸线的位置，结果见图2-57(d)。(a)(b)(c)(d)图2-57标注尺寸 以上4种尺寸通过图标，在图2-53所示定义几何约束和尺寸约束的对话框分别打开“长度”、“半径/直径”和“角度”切换开关，也可以添加尺寸标注，但不能自己确定尺寸线的位置。,3.尺寸约束的上下文相关菜单 在交互方式确定尺寸线位置时，单击鼠标右键，即可弹出尺寸约束的上下文相关菜单。该菜单的内容与被标注的对象有关，图2-58所示依次为标注直线、圆和角度的上下文相关菜单。图2-58标注直线、圆和角度时的上下文相关菜单,尺寸约束的上下文相关菜单中，各菜单项的作用如下：（1）引用参考值，尺寸数值用括号括起，不起驱动作用，用光标拖动被标注对象时，该值随之改变。（2）驱动尺寸数值不用括号括，起驱动作用。该项与引用相互切换。（3）水平 测量方向水平方向测量被标注对象，尺寸线为水平方向。（3）垂直 测量方向垂直方向测量被标注对象，尺寸线为垂直方向。（4）半径以半径方式标注圆或圆弧。,（5）直径以直径方式标注圆或圆弧。（6）距离被标注对象为两直线时，选此项由标注角度改为标注距离，同时改变两直线为平行状态。（7）角度 被标注对象为两平行直线时，选此项由标注距离角度改为标注角度。（8）定位尺寸确定尺寸线的位置。（9）相合不标注尺寸数值，改为重合约束。（10）同心不标注尺寸数值，改为同心约束。,（11）修正不标注尺寸数值，改为固定约束。（12）水平不标注尺寸数值，改为水平约束。（13）中点不标注尺寸数值，改为居中约束。（14）平行不标注尺寸数值，改为平行约束。（15）垂直 不标注尺寸数值，改为垂直约束。,（16）相切不标注尺寸数值，改为相切约束。（17）垂直不标注尺寸数值，改为垂直约束。（18）允许对称线 选取两个同类的待标注对象后，单击鼠标右键，在上下文菜单上选择该项，选取作为对称轴的直线，形成对称约束。4修改尺寸约束的值 双击尺寸（尺寸线、尺寸界线或尺寸数值），例如双击一个圆的尺寸，将弹出图2-59所示“约束定义”该圆的约束定义对话框。,图2-59“约束定义”对话框 在该对话框的“直径”编辑框键入新的数值，将改变该圆的大小；从“维”下拉列表可以选择按直径还是按半径的方式标注；若打开“引用”切换开关，尺寸数值用括号括起，不再约束被标注对象；单击“更多”按钮，可以了解更多的信息；单击“确定”按钮，完成尺寸约束的修改。,四、接触约束 单击图标，选取两个图形元素，第二个被选对象移至与第一个被选对象接触。被选对象的种类不同，接触的含义也不同。（1）重合 若选取的两个图形元素中有一个是点，或两个都是直线，第二个被选对象移至与第一个被选对象重合，见图2-60(a)。（2）同心 若选取的两个图形元素是圆或圆弧，第二个被选对象移至与第一个被选对象同心，见图2-57(b)。,（3）相切 若选取的两个图形元素不全是圆或圆弧，或者不全是直线，第二个被选对象移至与第一个被选对象（包括延长线）相切，见图2-60(c)、（d）、（e）。在图2-60 中，第一行为接触约束前的两个图形元素，其中左上为第一个被选取的图形元素。(a)重合(b)同心(c)相切(d)相切(e)相切图2-60 接触约束,五、自动约束 图标 的功能是为同时选取的多个图形元素