近年来，随着关键设备对大型齿轮的精度要求不断提高，以及大型齿轮加工工艺水平的快速提升，大型齿轮的精度也较以前大大提高，因此大型齿轮的检测越来越受重视。传统的大型齿轮的齿距在机测量采用的是手提式齿距仪和半自动齿距偏差测量仪。这些仪器大部分需要专业人员进行测量，而且存在操作复杂，系统可靠性差，测量误差大和后期数据处理麻烦等缺点。本论文主要针对大型齿轮（直径大于500mm）的齿距偏差在线检测技术进行研究。首先综述齿轮检测技术的发展现状，对国内外齿距偏差测量技术进行分析，然后提出在机测量和自动化测量的必要性。本论文研究以实现齿距偏差在线检测和自动化测量为目的，研究了齿距偏差相关概念以及测量方法，确定了齿距偏差测量总体方案的设计。以ARM最小系统电路为基础，对硬件电路进行了分析设计。为了保证测头的定位精度，设计了一套高精度定位装置，电机驱动控制采用全闭环设计。采用时栅传感器和预测原理，解决了测量过程中测头运动和被测齿轮转动同步的问题。利用虚拟仪器开发平台LABVIEW软件对齿距偏差测量系统进行了上位机设计，实现了测量系统数据采集，后期数据处理，以及数据报告保存打印的自动化。最后，通过对定位装置做精度实验实现了定位误差±1μm。对齿轮的齿距偏差多次测量，验证了齿距偏差测量系统的重复精度，把测得的数据经过处理后得到的齿距偏差和哈尔滨量仪厂生产的3906齿轮测量中心测得数据进行比较，证明本系统设计正确，操作可行。本论文设计的齿距偏差在线检测系统，实现了测量齿距偏差的目的，由于其结构简单，便于操作。测量系统经过设计优化具有一定的市场推广应用前景。