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目前，对齿轮齿面开展三维拓扑测量已成为研究热点，但对齿面空间误差理论分析还未引起足够重视。基于运动学原理，对齿面空间多自由度进行分析并参数化，完成齿面多自由度表征。通过对齿面综合误差分解为0阶、1阶和高阶误差，分析各阶误差与齿面自由度的关系，指出误差的产生实质是齿面存在未受约束的自由度，为齿面误差评定建立了理论基础。基于上述误差多自由度理论，提出通过齿面正交距离回归求解齿面自由度参数，进而建立多自由度齿面实现齿轮各项误差多自由度评定的方法。应用该方法对一右旋斜齿轮进行误差测量和评定，测量分别采用特征线测量