随着市场对于大型齿轮需求的增加,大型齿轮的制造水平也在逐步提高。受控于成本、效率、测量条件等限制,大型齿轮的测量技术一直落后于制造技术,故大型齿轮的快速精确测量一直是齿轮测量领域的重点和难点。在齿轮测量过程中,齿距偏差反映了齿轮在传动过程中的转角误差,是评估齿轮几何精度和传动性能的重要指标,也是齿轮精度测量的必检项目。针对大型齿轮测量的技术特点和难点,本课题通过对大齿轮齿距偏差在机测量技术的研究,设计并制造出能够满足5m直径齿轮测量要求的齿距偏差在机测量仪;本测量仪采用特殊形式的测量装置以提高齿距偏差的测量精度和测量系统的稳定性;对测量仪进行误差分析、不确定度评估及比对试验,结果表明测量仪精度能够满足实际需求,主要工作如下:(1)通过对比现阶段大型齿轮检测方法,以相对法齿距偏差测量原理为基础,运用圆周封闭原则,以异步驱动同步测量的方式,对大型齿轮齿距偏差在机测量仪进行整体设计。根据测量条件对测量仪关键部件进行设计制造、仿真分析以及选型工作。(2)搭建齿距偏差测量仪的运动控制及信号处理软件,通过该测量软件完成测量信号采集、测量数据处理、运动过载保护等功能;并通过对齿距偏差测量装置的标定试验,得出测头实际位移距离与传感器读数的对应关系,完成了标定工作。(3)对测量系统进行了误差分析以及不确定度的评估。通过分析系统误差来源,对测量过程中的误差进行处理,通过剔除、均值以及补偿的方式减小测量误差的影响。依照ISO不确定度评定标准,对齿距偏差测量仪进行不确定度评估。(4)进行了完整的齿条齿距偏差测量试验,实验结果表明该齿距偏差测量仪运行稳定,测量精度较高,能够满足大型齿轮齿距偏差的测量需求。