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在现有CAD系统中，公差仅是一种符号，而缺乏具体的工程语义，因而不能很好地为下游工作所使用。结合运用自由度和变动理论，先给出了直线基于自由度变动的数学表示方法。系统地分析了直线度公差建模的约束限制条件，推导了不同条件下直线度公差的数学模型。运用该数学模型，可以准确地表示公差语义，并且为下游工作如公差分析，公差验证所使用。