公差设计是产品设计和制造中的一个重要研究内容,因为公差直接影响产品的质量与成本。公差设计分为一维公差设计、二维公差设计和三维公差设计三类。由于二维和三维公差设计较为复杂,使得当前计算机辅助公差设计的研究侧重于一维公差设计,而很少关注二维和三维公差设计。本文在综合国内外相关研究的基础上,进行了计算机辅助二维公差设计方法的研究。通过对平面尺寸链进行分析,建立了尺寸链中点要素的公差带数学模型,提出了公差带叠加算法,完成了计算机辅助二维公差设计原型系统的开发。主要研究工作包括以下几个方面:(1)提出了基于尺寸链图形理论的二维公差设计方法。首先,通过研究平面尺寸链中点要素的公差带形状,建立其数学模型,并给出了点要素公差带模型数据存储结构的形式化表达。其次,研究了平面尺寸链中各组成环公差带图形叠加的原理,建立了其叠加算法的数学模型,并给出了算法的形式化表达。为计算机辅助公差设计的编程实现提供了基础。(2)提出了基于统计法的二维公差设计方法。在研究平面尺寸链中各组成环误差分布规律的基础上,建立了组成环公差带的数学模型;研究了统计法情况下封闭环误差叠加的原理,建立了叠加算法的数学模型,并给出了算法的形式化表达。为计算机辅助统计公差设计的编程实现提供了基础。(3)完成了计算机辅助二维公差设计原型系统。在基于尺寸链图形理论的二维公差设计方法和基于统计法的二维公差设计方法的基础上,开发了计算机辅助二维公差设计原型系统。