第2章 二维草图绘制

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泓睿教育 2. 设置约束优先选项
3. 设置草绘参数
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2.3.4 样条曲线 1. 创建样条曲线 样条曲线是通过连接任意多个中间点 的平滑曲线。
图 2-32
绘制样条曲线
2. 修改样条曲线 (1) 双击样条曲线，即可弹出操控板。
(2) 修改样条曲线的方法有三种。 � 单击 切换到控制多边形模式， 然后， 在控制多边形上右击以添加或移除控 制点。 切换到用内插点修改样条模 � 单击 式，然后，再右击样条以添加或移除插 值点。使用 Shift 键选取点范围。按住 Ctrl+Alt 键并单击以延伸样条。 切换到用控制点修改样条模 � 单击 61
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2.3.5 设置几何约束
几何约束是指草图对象之间的平行、 垂 直、共线或对称等几何关系。 1. 几何约束的设定 在 Pro/ENGINEER 草绘器中可以设定 智能的几何约束，也可以根据需要，人工来 设定几何约束。 【草绘】 ︱ 【选 (1) 设定智能几何约束。 项】 (2) 使用【约束】对话框可以按照自己 需要添加约束，添加的约束是强约束。 ① 单击工具栏中的【在剖面-施加草 绘器约束】 按钮图， 或者选择 【草绘】 ︱ 【约 束】命令，打开如图 2-37 所示的【约束】 对话框。 ② 按照系统提示，选取图元。 ③ 重复步骤②和③，创建其他约束。 ④ 单击【关闭】按钮完成约束定义。
绘制圆与圆弧
(4) 绘制棘槽中的导向直线。
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图 2-7
【约束】对话框
图 2-8
绘制导向直线
(5) 过圆弧的圆心绘制直线 1。
图 2-9
绘制直线 1
(6) 使用 【动态修剪剖面图元】 按钮 剪 去多余线段。
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图 2-10 编辑后的图形
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步骤 3
对基本图元进行镜像复制
(1) 以中心线 K 为对称轴镜像复制基 本图元。在菜单栏中的【编辑】主菜单中选 择【选取】|【所有几何】选项，这是为了 选取图元中的所有线段作为复制对象。
2.1
外棘轮机构设计
2.1.1 案例介绍及知识要点
外棘轮机构是由棘轮和棘爪组成的一 种单向间歇运动机构。
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图 2-1
设计完成的外棘轮机构
知识要点 掌握圆、圆弧和直线等绘图工具的使 用方法。 � 掌握镜像复制和裁剪等绘图编辑工 具的使用方法。 � 掌握草绘图形的绘制过程。
�
2.1.2 建模思路分析
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2.2 文字图形设计
2.2.1 案例介绍及知识要点
文字图形设计是一种典型的图文设计。 本节将结合使用各种绘图工具以及多种编 辑工具。
知识要点 掌握样条曲线和文字等绘图工具的 使用。 � 掌握尺寸修改方法。
�
2.2.2 建模思路分析
(1) 使用样条曲线和轴线绘图工具绘 制出引导线。 (2) 使用文字工具绘制文字 (3) 使用尺寸修改工具编辑基本图元。 47
择样条曲线。
图 2-20
样条曲线切换成构造曲线
步骤 3
草绘文字
(1) 在草绘工具栏中， 单击 【创建文本， 作为剖面一部分】按钮 ，或者从菜单栏中 选择菜单【草绘】|【文本】命令。 (2) 单击样条曲线的左端点，然后在参 照中心线的上方选择一点， 该点与样条曲线 的左端点在同一垂直方向上。 此时， 出现 【文
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2.2.3 操作步骤
步骤 1 新建零件 【名称】：“Writing_graph”，进入草绘模 式。
步骤 2
绘制参考中心线
(1) 在草绘工具栏中单击【创建 2 点中 心线】按钮 ，在草绘区域绘制一条水平中 心线。 (2) 绘制文字图形引导曲线。 (3) 样条曲线切换成构造曲线。单击草 绘工具栏中的【选择项目】按钮 ，然后选 48
泓睿教育 义草绘的形状和尺寸。 (7) 冲突：两个或多个强尺寸和约束可 能会产生矛盾或多余条件。 移除一个不需要 的约束或尺寸来解决冲突。
2.3.2 草图绘制工具简述
草绘环境中主要包括菜单栏、 工具栏和 草绘工具箱以及基准工具栏。
按 钮 选择图元
含
义
按
钮
含
义
在两个图元间创建椭圆形圆角 创建样条曲线 创建点 创建参照坐标系 以其他特征图元的边创建图元 以其他特征图元的边创建偏距图元 创建尺寸标注 修改尺寸值、样条几何或文本图元
2.2.4 案例技巧点评
(1) 在绘制二维图形时，当多个尺寸按 同样的比例进行修改时， 选取所有需要修改 的图元，单击【修改尺寸值、样条几何或文 本图元】按钮 ，从弹出的对话框中修改尺 寸值、样条几何或文本图元，修改前后对比 如图所示。 52
(a) 修改前
(b) 修改后 图 2-26 使用
【修改尺寸值、样条几何或文本图元】方法修改图形
五角星是一种常见的平面图形。 本例中 主要使用直线绘图工具和圆绘图工具， 结合 使用相等约束工具来绘制五角星。 假设五角 星的外接圆直径为 100mm，最终模型如图 2-39 所示。
图 2-39
五角星模型
(1) 新建草绘文件，命名为 Pentacle。 (2) 创建基本图元。
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图 2-40
绘制圆与五边形
(6) 在【文本】对话框中单击【确定】 按钮即完成文字绘制。
步骤 4
修改尺寸
(1) 显示草图环境中的约束与尺寸等。
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图 2-24
尺寸显示设置
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泓睿教育 (2) 双击需要修改的尺寸，并输入新的 尺寸值。修改后的草绘图形如图 2-25 所示。
图 2-25
尺寸修改
步骤 5
保存文件
(1) 在工具栏中单击【保存活动对象】 按钮 ，弹出【保存】对话框。 (2) 指定保存路径并单击【确定】按钮 后即可保存 Writing_graph.SEC 文件。
所述。 (2) 删除约束 对于不需要的约束可以将其删除。 1.选择【编辑】︱【删除】命令，系统 就会删除所选取的约束。通过按 Del 键， 也 可以删除所选取的约束。 3. 过约束的解决 当所添加的尺寸和约束与现有强尺寸 或强约束相互冲突或多余时， 系统就会加亮 显示冲突尺寸或约束， 并提示删除加亮的尺 寸或约束之一。
2.3.3 草图环境设置
定制自己的草绘环境， 包括草绘器的优 先选项、图形区背景颜色、网格线和绘图精 度等。 在草绘模式下， 选择【草绘】︱【选项】 命令， 可以打开 【草绘器优先选项】 对话框。 58
在这个对话框中，有 3 个选项卡，可以执行 以下操作： 尺 � 显示/隐藏屏幕栅格、顶点、约束、 寸和弱尺寸。 � 设置草绘器约束优先选项。 � 改变栅格参数。 � 改变草绘器精度和尺寸的小数点位 数。 1. 设置显示优先选项
在截面中添加草绘约束 创建文本作为截面的一部分 用于修剪图元，可以删除选取的部分 用于修剪图元，可以保留选取的部分 用选取的点分割图元 镜像复制图元 对选取的图元进行缩放和旋转 将调色板的外部数据插入到活动对象
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泓睿教育 在草绘环境中， 模型工具栏中增添了一 个新的草绘器工具栏， 主要用来控制截面图 形的显示模式。
本】对话框。 (3) 在【字体】选项组中选择字体为 font3d，字体的长宽比为 0.15，斜角为 0。 (4) 在【文本行】选项组文本框中输入 “Wilson Liang 文字设计”字样。 (5) 选中【沿曲线放置】复选框，在图 49
泓睿教育 形中选择样条曲线，设置如图。
图 2-22
【文本】对话框
泓睿教育 式，然后，在控制多边形上右击以添加 或移除控制点。 在用以上三种方法时可以同时按下 按 钮，利用曲率分析工具对曲线进行分析。 (3) 通过选择控制点，通过拖动控制点 的方法来修改样条曲线。 (4) 最后，单击 按钮即可完成样条曲 线文件的修改。
图 2-34 曲率分析工具
图 2-35
开启曲率分析工具功能的效果比较
图 2-41
设置约束条件
③ 用直线连接正五边形的各顶点， 五角星基本成形。
图 2-42
绘制五角星
④ 修剪图元，删除不要的线段。 ⑤ 保存图形文件。
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图 2-43
修剪草图
2.4.2 底座
底座是常见的几何模型。 本例中主要使 用直线、圆和镜像绘图工具，结合使用相切 约束工具来绘制底座草图。最终结果如图 2-44 所示。
图 2-15
外棘轮结构最终结果
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泓睿教育 2.1.4 案例技巧点评 (1) 在绘制二维图形时，首先要选用适 当的绘图工具绘制基本图元， 然后使用编辑 工具对基本图元进行编辑。在编辑工具中， 复制工具、截断工具和裁剪工具最为常用， 必须熟练掌握其使用方法与技巧。 如本案例 中图形的镜像复制。 (2) 约束是二维绘图过程中必须重点 掌握的设计技巧。 通过约束可以准确限定图 元之间的关系。这里提醒读者注意，应养成 使用约束的好习惯。 (3) 镜像复制作为一种重要的复制方 法， 可以提高设计效率， 读者应该熟练掌握。 (4) 在运用裁剪工具剪去线段后发现 被剪去线段仍然在原处而以为是其中某个 步骤有误，其实不然，这是因为前面的步骤 中对基本图元进行了多次复制而留下痕迹。
(2) 以中心线 L 为对称轴镜像复制基本图
元.
图 2-12 以 L 为对称轴镜像复制后的图形
(3) 以中心线 K 为对称轴镜像复制新 43
泓睿教育 生成图元。
步骤 4
修饰和完善图形
图 2-14
【草绘器优先选项】对话框
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步骤 5
保存结果
以 Ratchet.SEC 命 名保 存文 件并 退 出 Pro/ENGINEER。
由平面上的两点创建一条直线 创建一条与两个图元相切的直线 创建中心线 创建矩形 通过圆心和圆上的一点来创建圆 创建与已有圆或圆孤同心的圆 通过选取三点来创建圆
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创建与三个图元相切的圆 创建椭圆 由三点创建圆弧 创建同心圆弧 选取圆心和两个端点来创建一段圆弧 创建与三个图元相切的圆弧 通过两端点以及一个顶点创建锥形弧 在两个图元间创建圆角
第2章
二维草图绘制
Pro/ENGINEER 是基于二维截面图形 的三维造型软件，同样是一个特征化、参数 化以及尺寸驱动的三维设计软件。 二维草绘 是三维实体建模的基础， 在二维草绘平面内 绘制二维草图是创建三维实体模型的必要 步骤。 本章将介绍草绘中各种工具的具体使 用方法，包括绘制截面图元工具、编辑截面 图元工具、 截面图元的尺寸标注工具和几何 约束工具等。
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泓睿教育 (2) 在草绘环境中可以创建文本，文本 也可以作为草绘的一部分。 要想草绘文字用 得好，必须了解【文本】对话框内各部分对 应的含义。 (3) 样条曲线是通过连接任意多个中 间点形成的平滑曲线。 要绘制美观的样条曲 线，必须学会修改样条曲线。
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2.3
二维草绘知识总结
草绘是指在 Pro/ENGINEER 设计过程 中使用草绘命令绘制具有一定形状和尺寸 的几何图形。
2.3.1 草图绘制简介
草绘既可以作为单独对象创建， 也可以 在创建特征过程中创建。下面列出了 Pro/ENGINEER 软件草绘中经常使用的术 语。 (1) 图元：截面几何的任意元素 ( 如直 线、中心线、圆弧、圆、椭圆、样条曲线、 点或坐标系等)。 (2) 约束：定义图元几何或图元间关系 的条件。 (3) 截面：草绘图元、尺寸标注以及定 义一个几何图形的所有约束的集合。 (4) 尺寸：图元或图元之间关系的测 量。 (5) 参数：草绘中的辅助元素，用来定 55
图 2-38 �
【解决草绘】对话框
【撤销】按钮：撤销刚刚导致冲突的 尺寸或约束。 � 【删除】按钮：删除选定的尺寸或约 束。 � 【尺寸 > 参照】按钮：将选定的尺寸 65
泓睿教育 转化为参照尺寸。 � 【解释】按钮：提供对选定的尺寸或 约束的含义的简短解释。
2.4 实 战 练 习
2.4.1 五角星
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图 2-36
【约束】选项卡
图 2-37
【约束】对话框
ห้องสมุดไป่ตู้
2. 几何约束的修改 草绘几何时， 系统使用某些假设来帮助 定位几何。当光标出现在某些约束内时， 系 统捕捉该约束并在图元旁边显示其图形符 号。用鼠标左键选取位置前，可以进行下列 操作。 (1) 加强约束 以灰色出现的约束称为弱约束。 可以删 除这些约束， 删除时系统不会对用户进行提 示。可以用【草绘】菜单中的【约束】选项 来添加用户自己的约束。 具体操作步骤如下 64
(1) 使用基本绘图工具，结合约束工具 绘制出基本外棘轮图形。 (2) 对基本图形进行镜像复制和旋转 操作以完善模型。 (3) 添加修饰结构，完成最后结果。
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2.1.3 操作步骤
步骤 1 新建零件
图 2-2
【新建】对话框
步骤 2
创建基本图元特征
图 2-3
草绘环境
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(3) 绘制棘槽。
图 2-6