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齿轮是机械传动的关键部件,而齿轮制造质量取决于齿轮的检测水平。齿距偏差是齿轮高精度检测中的必检项目之一。高精度齿轮测量中仪器误差在测量结果中占重要部分,因此有必要加以控制。目前应用广泛的精密齿轮测量设备(如齿轮测量中心)都引入了测试结果的修正程序。国内部分大学提出对齿轮安装偏心产生误差的补偿方法,国外德国联邦物理技术研究院(以下简称PTB)与日本计量院(以下简称NMIJ)分别提出基于闭环测量原理的误差分离技术。本文属于精密齿轮测量领域,结合国内外的发展情况主要做了以下几方面工作：(1)分析了国内外齿距偏差测量仪的特点,按照绝对测量原理搭建了超精密齿距偏差测量仪。按照国家检定规程对程控多齿分度台的分度误差进行评定,结果显示分度误差小于0.5”；设计测头重复定位装置,以保证测头重复性误差小于0.2μm；设计可调整芯轴结构,使芯轴径向跳动能调整到0.5μm范围内。(2)分析PTB与NMIJ的闭环测量技术,参照闭环法提出测量过程相对简单的齿距偏差测量方法—两步法和多步法。该方法能消除测量结果中的系统误差。(3)分别按照闭环测量技术、两步法、多步法对对No.6002(m=6mm, z=20), No.3001(m=3mm, z=40), No.4003(m=4mm, z=30)齿轮测量比较,No.6002与No.3001齿轮采用不同方法的单个齿距偏差测量结果差异小于0.2μm。为了进一步验证两步法和多步法合理性,对比No.4003的PTB检测结果与实验室的测量结果,结果显示单个齿距偏差测量值差异小于0.17gm。(4)在多步法测量中,用最小二乘法计算单个齿距偏差,介绍了利用最小二乘法求出的齿距偏差的标准差计算过程。并结合具体的实验对No.3001和No.6002齿轮在闭环测量技术和多步测量法下的单个齿距偏差测量不确定度进行评定。通过实验对比,证明了多步测量法与两步测量法的准确性和优越性,该方法可以用于超精密齿轮的检测,提高检测精度,进而控制机床参数,提高加工精度。