2.3 二维草图几何约束

草图几何约束是指草图中图元和图元之间的几何关系，例如，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，而且也是一个最难处理的要素，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用户根据草图设计意图进行分析确定几何关系，所以在绘制草图之前首先要分析草图中的几何约束。

在Pro/E中一共包括九种几何约束：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、相等约束和平行约束。

在Pro/E草图设计环境中，可以使用约束工具来添加草图中的几何约束。单击“约束”按钮，系统弹出如图2-58所示的约束菜单，可利用该菜单添加草图中的约束。下面具体介绍添加草图约束的方法。

1.添加竖直约束

使用“竖直约束”命令可以使某条直线竖直，也可以使两个顶点在竖直方向对齐。添加竖直约束的方法是首先选择“竖直约束”命令，然后选择如图2-59a所示的直线，完成竖直约束的添加，结果如图2-59b所示（之前倾斜的直线变竖直了）；如果选中如图2-59a所示的两个点，结果如图2-59c所示（两个顶点在竖直方向对齐了）。

2.添加水平约束

使用“水平约束”命令，可以使某条直线水平（图2-60b），也可以使两个顶点水平对齐（图2-60c）。其操作方法与添加竖直约束类似，在此不再赘述。

3.添加垂直约束

使用“垂直约束”命令可以使两条直线相互垂直。选择“垂直约束”命令，然后选择如图2-61a所示的两条直线，即添加了两条直线的垂直约束（图2-61b）。

4.添加相切约束 使用“相切约束”命令可以使两段圆弧或圆弧与直线相切。选择“相切约束”命令，然后选择如图2-62a所示的圆弧和直线，可以约束圆弧和直线相切（图2-62b）；选择如图2-62a所示的圆弧和圆弧，可以约束两圆弧相切（图2-62c）。

5.添加中点约束

使用“中点约束”命令可以将一个点约束到圆弧或直线的中点位置。选择“中点约束”命令，然后选择如图2-63a所示的圆心和直线，完成中点约束的添加，结果如图2-63b所示。

6.添加重合约束

使用“重合约束”命令可以使两个点重合或两条直线共线，还可以将一个点约束到一条直线、一段圆弧或样条曲线上，使点成为直线、圆弧或样条曲线上的点。选择“重合约束”命令，然后选择如图2-64a所示的两个顶点，约束两个点重合（图2-64b）；选择如图2-64a所示的两条直线，约束两条直线共线（图2-64c）。

7.添加对称约束

使用“对称约束”命令可以使两个顶点关于一条中心线对称，添加对称约束一定要有一条中心线（使用“中心线”命令绘制中心线）。选择“对称”命令，然后选择如图2-65a所示的两个点和中心线，完成对称约束的添加，结果如图2-65b所示。

注意：在Pro/E中只能添加两个点的对称，不能直接约束两直线或两圆弧对称，如果要约束两直线的对称，只能分别约束两直线上两对点的对称，圆弧对称类似。

8.添加相等约束

使用“相等约束”命令可以使两条直线等长，也可以使两个圆或圆弧等半径。选择“相等约束”命令，选择如图2-66a所示的两条直线，约束两直线相等（图2-66b）。分别选择图2-66a所示的两个圆弧和两个圆，约束两个圆弧和两个圆等半径（图2-66c）。

9.添加平行约束

使用“平行约束”命令可以使两条直线平行。选择“平行约束”命令，然后选择如图2-67a所示的两条直线，约束两条直线平行，结果如图2-67b所示。

10.二维草图约束实例

在Pro/E中绘制五角星，可以使用“调色板”命令快速绘制，即使可以这样操作，但还是应该知道一般情况下要如何去绘制一个正五角星，最重要的是通过正五角星的绘制能够学习到在Pro/E中绘制这类草图的思维方法，以后遇到类似的草图知道怎么去绘制。

首先分析一下图2-68所示的正五角星草图。正五角星草图的关键是五个顶点，那么这五个顶点有什么样的关系呢？将五角星的五个顶点连接起来，可以得到一个正五边形，这个正五边形就是绘制正五角星的关键！那么如何去绘制一个正五边形呢？首先要了解正五边形的特点，就是五边形的五个顶点均匀分布在一个圆上，相当于圆周的五等分点，分析到这就知道怎么去绘制一个正五角星了。下面具体介绍绘制方法。

首先绘制如图2-69所示的圆，再使用“直线”命令在圆内部绘制一个如图2-70所示的内接五边形，一定要保证五边形的五个顶点均在圆上。然后使用约束的方法将五边形约束成为一个正五边形（图2-71），接着使用“直线”命令连接五边形的五个顶点，如图2-72所示，最后修剪多余直线，将圆修改为构造线保留作图痕迹，结果如图2-73所示。