针对目前公差数学模型通常很少综合考虑尺寸公差与形位误差的影响，而且忽略实际工况影响，不能完全反映产品的实际工作性能等问题。本文基于新一代GPS的框架体系，深入研究面向装配过程约束的公差建模和在实际装配约束条件下的公差分析与综合。本文研究的主要内容如下：　　1、建立了零件特征的公差数学表示模型。首先根据特征的语义对公差进行了分类，基于SDT的思想建立了零件特征的公差数学模型；研究了在应用公差原则时，建立相应零件特征公差的参数化表示模型。　　2、研究了面向装配过程约束的公差建模。首先根据产品中各零件特征之间的装配关系建立了装配有向图模型，确定了装配体中各零件装配特征的误差累积路线，采用SDT和齐次坐标变换法建立了传统公差模型；以雅可比旋量为理论基础，建立了功能末端装配要求与各零件装配特征公差之间的数学模型，并对实例进行了分析，通过与传统建模方法对比，验证了该新方法的有效性。　　3、研究了实际工况下装配体的公差分析与公差综合。根据认证表面的思想定义了拟合配合表面，再根据拟合获得的实际变形表面与名义理想表面的空间位置关系，以雅可比旋量理论为基础，提出了修正公差模型的方法，给出了获取修正矩阵的步骤，建立了实际工况下装配公差分析与综合模型。　　4、开发了原型系统。在上述理论及方法的基础上，以MATLAB7.0为开发工具，开发了基于实际工况的三维公差分析与综合的原型系统，给出了系统的基本构成以及主要功能模块，并以某车床尾座顶尖为例，分别建立了其理想情况与实际工况下的雅可比旋量模型，对比两种情况下公差分析的计算结果，验证了实际工况下的数学模型可以更真实的预测最终装配要求的位置情况。