螺纹是空间复杂几何体，内、外螺纹在配合时，理论上是螺旋曲面的接触，而实际内、外螺纹都会存在加工误差，各自误差的表现形式及其在三维空间的分布情况不同，装配后难以对它们的实际配合作用效果进行量化分析。为简化起见，用虚拟理想螺纹与一个实际螺纹进行配合，这个虚拟螺纹可以反映实际螺纹在装配后的部分特性。
　　螺纹标准ISO5408:2009中定义，作用中径是一个虚拟理想螺纹的中径，该虚拟理想螺纹能够恰好包容实际螺纹并且在牙顶与牙底不发生干涉。本文从作用中径的定义出发，提出螺纹作用边界、作用轴线等概念。通过理论研究，解决反映螺纹装配实际作用效果的边界测量、螺纹截面轮廓特征的提取、测量误差修正和螺纹装配作用效果评定等关键问题。应用一种新的螺纹综合测量方法，为提高螺纹检测水平、完善螺纹检测体系提供新技术。
　　本文主要研究内容如下：
　　(1)提出螺纹作用边界测量理论与方法。对螺纹整体进行测量，建立以截面牙型轮廓为组成要素的轮廓特征提取模型，根据组成要素拟合导出要素，得到基准轴线，进而确定作用边界的位置与几何尺寸。
　　(2)基于柔性机构设计理论，建立螺纹测头非刚体模型，确保测端能够实时、综合反映被测螺纹的轮廓特征;分析了测头测量误差源以及运动误差导致的测量不确定度。
　　(3)针对一代样机测端结构，提出源于螺纹升角因素的误差补偿方法;发明一种消除螺纹升角影响的新型测端。
　　(4)建立以测量仪转台轴线为基准的尺寸传递系统，提出一种测端快速标定方法。
　　(5)实验验证测量仪的精密度与准确度;初步建立基于作用边界测量的螺纹综合评价体系,进行螺纹工件测量实验;根据误差源分析对整机进行不确定度评定。