齿轮测量中心是一种精密齿轮测量量仪,它适应了齿轮测量设备向高精度、多功能与自动化发展的趋势,已成为齿轮测量领域的主导设备。衡量齿轮测量中心性能的技术指标有很多,其中稳定性、测量效率及测量精度是三项重要的技术指标。我国齿轮测量中心研究起步较晚,致使目前国产齿轮测量中心在稳定性、测量效率及测量精度方面与国外同类产品相比仍存在较大差距,且由于缺乏合理的质量评价方法致使我国齿轮测量中心难以被国外认可。本文旨在提高齿轮测量中心的稳定性、测量效率和测量精度并改进齿轮测量中心质量评价方法,论文的主要研究内容如下:为提高齿轮测量中心的稳定性,建立了包含跳跃度因子的齿轮测量中心动态测量异常值灰识别与修正模型(OP-GRCMDO,Optimize Grey Recognition and Correction Model of Dynamic Outliers)。扩展了灰数运算并证明了扩展后的灰数运算不影响预测模型的精度,解决了灰色系统理论只能处理正数而工件偏差存在负数和零的问题;建立了参数优化的三维灰预测模型,提高了预测模型的精度;从幅值异常和跳跃度异常两个角度综合考虑建立了OP-GRCMDO模型,弥补了现有模型在识别短时非连续序列时存在误识别的缺陷。仿真表明,OP-GRCMDO模型可准确识别与修正齿轮测量中心动态测量异常值;渐开线样板动态测量异常值识别与修正实验表明,OP-GRCMDO模型能准确识别与修正动态测量异常值,且修正模型精度高于现有模型精度;滚刀刃口啮合线动态测量异常值识别与修正实验表明,OP-GRCMDO模型弥补了现有模型在识别短时非连续序列异常值时存在误识别的缺陷。研究了装卡偏心对齿轮测量的影响,指出了装卡偏心状态下可不改变测量轨迹实现齿廓的测量,并结合实际将允许的最大装卡量扩大到0.75倍测头量程,降低了装卡所需精度,从而减少了调整装卡偏心所需时间提高了齿轮测量效率的方法。研究了理想测量状态和装卡偏心状态齿轮测量的异同,采用坐标变换法建立了装卡偏心状态下齿轮测量模型,并对装卡偏心状态下齿轮测量模型进行了仿真与实验验证。装卡偏心状态下齿轮测量模型仿真和实验表明,采用该模型可实现装卡偏心状态下齿轮精密测量。装卡对比实验表明,本文模型与现有模型测量效率的比值恒大于1,且比值随齿轮外径增加呈增长趋势。为提高齿轮测量中心测量精度,建立了基于多体系统的齿轮测量中心几何误差补偿模型。确立了影响齿轮测量中心测量精度的33项几何误差,分析了齿轮测量中心的拓扑结构,由拓扑结果采用多体系统理论建立了齿轮测量中心几何误差补偿模型,并对模型进行了仿真与实验验证。仿真与实验表明,本文补偿模型可提高齿轮测量中心测量精度,且本文模型弥补了现有模型在补偿中小规格齿轮测量中心补偿精度不高的缺陷。从单项精度和综合精度两方面深入改进了齿轮测量中心质量评价技术,并评价了齿轮测量中心样机。在单项精度评价方面,主要研究了国内外不同标准的差异,提出了9项必须评价的项目,并确立了各项目的评价指标;在综合精度评价方面,将衡量齿轮测量中心综合精度的测量不确定度简化归纳为环境引起的测量不确定度分量、几何误差引起的测量不确定度分量和仪器重复性引起的测量不确定度分量3项分量。采用拟蒙特卡罗法评定了几何误差引起的测量不确定度分量,采用本文提出的基于灰关联的测量不确定度评定法评定了由仪器重复性引起的测量不确定度分量。齿轮测量中心样机评价实验表明,本文提出的评价方法正确。