本文以国家自然科学基金项目“设计和制造公差并行优化设计的研究” (编号：59575076)的研究成果为基础，以国家自然科学基金项目“综合公差计算机辅助设计系统研究” (编号：59705022)为依托，研究变动几何约束网络理论，基于此理论研究了计算机辅助形位公差类型的生成和形位公差大小的最优分配，开发了计算机辅助形位公差设计原型系统，并用实例验证了其正确性和可行性。主要研究内容如下： 第一章：在综述计算机辅助公差设计(CAT)系统的国内外研究现状的基础上，提出了计算机辅助公差设计系统亟待解决的关键技术，从而阐述本论文的选题依据，介绍了论文的研究的主要内容、结构安捧及创新之处。 第二章：引入了ISO/TC 213最新定义的特征类型，研究了变动几何约束的理论基础和分类。基于群论研究了特征几何变动的七类对称李子群，由此划分了7类对称特征；定义了三类变动几何约束：自参考、互参考和配合变动几何约束；划分了7类自参考变动几何约束、27类基本互参考变动几何约束和6类低副配合变动几何约束。本章为下一章的变动几何约束网络理论的建立奠定了坚实的数学基础。 第三章：首次提出了回路和变动几何约束网络概念；基于配合树研究了完全约束的回路生成方法；研究了完全约束的变动几何约束网络的判定准则。并将该评价方法引入设计过程，研究完全约束的变动几何约束网络的生成策略，从而建立了变动几何约束网络理论。 第四章：将公差分为自参考和互参考公差两类，研究了自参考和互参考变动几何约束与相应的公差类型之间的对应规则；提出了完全约束的公差类型的生成方法；研究了三维公差网络的生成策略。 第五章：引入机器人学中的运动学分析方法，提出了变动几何约束网络的运动学模型的建立方法。定义了各类变动几何约束的旋量参数和旋量矩阵，研究了各旋量矩阵在变动几何约束网络中的传递；建立了三维变动几何约束网络的运动学模型的一般表示式，从而构成了公差大小优化的等式约束。研究了公差网络中的各公差对相应的旋量参数的约束不等式表示，从而构成了公差大小优化的不等式约束。 第六章：研究了变动几何约束网络在公差大小优化中的应用。以加工成本—公差函数为目标函数，以第五章的等式和不等式约束为约束条件，建立了公差大小最优分配的数学模型；基于遗传算法研究了形位公差大小的最优分配方法。此方法可适用于尺寸公差和形位公差综合设计，实例分析验证了此方法的有效性。 第七章：基于以上各章的理论和方法开发了三维形位公差设计的原型系统，该系浙江大学博士学位论文：基于变动几何约柬网络的形位公差设计理论与方法的研究统由三个设计模块和两个评价模块组成。三个实例分析验证了此系统可有效地实现尺寸公差和形位公差的综合设计，同时完成了公差评价系统和公差优化设计系统的有机集成。 第八章：给出了全文的总结；对计算机辅助公差设计系统应该进一步开展的工作进行探讨和展望。