本文全面分析了各种渐开线齿轮测量方法，选取极坐标法为研究内容，进行理论建模、测控系统搭建、软件开发、误差分析以及实验论证。主要建立齿轮的球形测头偏距测量模型，采用基于PCI总线的运动控制方式，搭建起 CNC极坐标齿轮测量与控制系统，并对测量机性能进行测试分析。　　本研究主要内容包括：⑴针对渐开线齿廓的形成和特点，建立起极坐标法渐开线齿轮测量的数学模型。其中包括：点测头式齿轮测量模型、球测头式齿轮测量模型、球测头偏距式测量模型、采样点布设模型。⑵对机械随动式极坐标凸轮测量机进行改造，增加了主动运动轴 X轴和测微装置，设计了一种杠杆式齿轮法向误差测量测头。⑶在机械结构的基础上设计了一套基于PCI总线，含光栅尺、编码器、电感测头、步进电机等硬件的CNC测量系统，完成了控制系统硬件的选型、控制电路的设计、控制柜中硬件的布局、安装及走线等工作。⑷根据已搭建的硬件平台和机械系统，利用Visual Basic语言开发测控软件，实现对渐开线齿轮的齿形误差、齿距误差的测量。⑸对测量方案中的各项误差进行分析并建立补偿方案，设计齿轮测量的实验方案，完成对测量机的标定及待测齿轮的测量。最终测量结果能够满足对应精度等级齿轮的测量。