运动精度是衡量机械装备质量的一个重要性能指标,高的运动精度是该装备完成规定操作任务的必要保障。而装备整体的装配公差质量是保证运动精度的前提,机械装备的装配公差将直接影响该产品的运行质量。因此可以从静态装配公差、动态运动精度质量两个方面递进地评估机械装备的设计质量。本文首先从机械设计过程中的公差对装配的影响,以装配体静态角度分析了公差分析方法。针对机械装备实际装配过程中普遍存在不确定性问题,提出一种新的C-NPS(Convex and Non-probabilistic Set)公差分析方法。利用非概率分析技术方法,通过对有限的公差数据信息的分析,使用NPS集建立公差模型,并通过Convex方法来综合分析评价装备的装配质量。和传统公差分析方法相比,该方法扩展了不确定性在有限样本数据条件下的定量化分析途径。在机械装备设计阶段应用该方法可以及时评估可能存在的装配质量问题并对机械产品进行有效的结构及公差优化,从而避免由于忽略零件加工偏差而造成的不可装配性。本文通过单向离合器的装配问题验证了该方法的有效性。其次,由于机械装备装配好后的运动精度受复杂工况的影响,导致分析机械装备的运动精度具有一定难度。针对上述情况,本文提出一种基于DP-SDT(Deviation Propagation and Small Displacement Torsor)理论的机械产品运动精度的分析方法,并利用公差优化的方式提高产品的运动精度。该方法对机械产品动态过程中误差产生的原因(如装配间隙、产品内部零件受力等)及误差传播的机理进行了详细分析研究,并在此基础上提出了基于DP-SDT理论的零件误差源传播分析模型,该模型主要包含:(1)提出了一种基于语义的探索算法用以求解受力方向和振动对零件偏差的影响。根据该算法,详细介绍了DP-SDT运动精度分析方法的求解过程,以此用来预测不同质量要求和实际运行条件下的机械产品运行质量;(2)提出了一种位移变换算法,用于综合描述零件因运动位移导致的偏差。最后,该方法考虑了产品设计信息和实际复杂工况条件(如复杂几何结构、装配方式、公差、力方向和振动等),实现了在设计阶段对机械产品运行质量的综合评估。本文以某重型机床厂CK8011车床鞍座装配、运动精度的分析为例说明了该方法在工程中的实用性。根据上述两种理论,本文设计开发了一种计算机辅助原型系统。该原型系统综合考虑并分析了机械产品的运动精度,进行了公差对装配过程影响规律的研究,并开发了误差产生、累积、传递建模的后台算法。该系统实现了与三维CAD仿真系统的信息交互。设计出针对机械产品的三维实时运动精度分析原型系统,此原型系统利用Visual Studio对Solid Works软件二次开发后形成的三维仿真平台对机械产品运动精度进行设计阶段评估,以实现对机械产品工作状态全方位精度计算。本文以“船用高压斜盘式轴向柱塞泵”的装配公差分析及运动精度分析为例验证了该系统的使用效果。