大型高精度齿轮广泛应用在水利发电、矿山冶金、大型工程机械等行业,在国民经济和国防工业中起着十分重要的作用。但由于大型齿轮的检测技术尚不完善,测量手段难以满足机械设备制造业迅速发展的需求,所以深入研究大齿轮的测量技术,开发性价比高、精度适中、简洁实用的大型齿轮测量仪是十分必要的。本课题在详细调研大型齿轮的加工及检测现状的基础上,提出了一种新型的大齿轮在位测量方案。该方案基于坐标测量原理和测量坐标系与加工坐标系的统一思想,主要以在位测量仪自身的测量运动实现大齿轮相应技术参数的测量。本文的研究工作如下:1、设计了一种新型的大型齿轮在位测量仪的结构。该仪器具有六个自由度,可实现测量坐标与加工坐标的统一,能够以自身的坐标系和测量运动实现大齿轮在位测量;对所制造出的仪器机构进行了定标测试及测量分析。2、开发了仪器的控制系统。基于仪器机械系统的特点,控制系统采用“PC+运动控制卡”的形式,可实现位置闭环控制;该系统由运动控制部分、坐标测量部分、状态检测与保护部分、数据采集部分等组成。3、利用C++Builder设计并调试了测量控制软件。该软件实现了齿向误差与齿距偏差的测量与误差的评定,输出了评价数据及曲线。4、分析了齿形测量的系统误差。基于空间解析几何方法,从理论上深刻阐述了该仪器在对大齿轮齿形测量时的系统误差,为齿轮测量误差的分析提供一种新的思路。综上所述,本文完成了大型齿轮在位测量仪的结构及其控制系统的设计与调试,并通过实验初步验证了这种大齿轮测量方案的可行性,为大齿轮测量提供了一种新的思想与途径。