随着齿轮制造业的发展,对齿轮测量领域的要求越来越高、越来越精准。为了解决接触式渐开线齿廓测量方法中齿面信息表述不全面的技术瓶颈,本文将以获取齿面全场信息为研究目标,将基于数字微镜（Digital Micromirror Device,DMD）的结构光测量方法引入渐开线齿廓的测量领域。基于此,本文主要针对结构光三维测量中的基于DMD投影系统的控制方法研究、渐开线齿廓三维形貌重建、齿面点云数据提取及数字光栅质量的测试评价等方面进行深入研究,具体研究工作有以下几个方面:根据技术指标要求,选择了能够实现自主控制的DMD开发系统。通过DMD的工作原理以及投影机制的相关实验研究,能够实现投射出空间频率、相位、波形可控的条纹。通过电控的外部触发方式,实现了投影-采集的同步性。基于光三角法的结构光投影原理搭建了系统的实验平台。通过投影互补格雷码的方法进行了摄像机、DMD投影设备及所搭建的基于DMD的数字光栅测量系统的立体标定。基于搭建的数字光栅测量系统,实现了物体的三维测量,通过提取实验点云数据测得陶瓷量块的尺寸测量的不确定度,及渐开线齿廓的形貌误差,建立对比实验比对测量精度进行实验方法的验证。分析DMD数字光栅投影系统的全响应数学模型,得到了在原理上影响投影条纹质量的关键系统参数,理论推导结合仿真及实验得到了 DMD数字光栅投影系统中各系统参数对数字条纹对比度和正弦性的影响关系。建立了与物理光栅的比对实验客观评估基于数字微镜的结构光投影系统的条纹质量,实验表明通过最优系统参数设定,数字光栅达到了与物理光栅投影条纹相当的精度。本文进行的所有技术研究,都是围绕光学方法测量渐开线齿廓过程中所遇到的现实问题而展开的,研究的主要内容涵盖了结合新器件、采用新方法,突破齿轮齿面数据的高精度获取技术难题,使光学测量方法替代现有接触式测量方法,为未来光学齿轮测量技术的全面化发展奠定基础。