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它采用坐標式幾何解析測量法，將齒輪作為一個具有復雜形狀的幾何實體，齒輪測量儀效驗，在所建立的測量坐標系（直角坐標系、極坐標系或圓柱坐標系）上，按照設計幾何參數對齒輪齒面的幾何形狀偏差進行測量。測量方式主要有兩種：離散坐標點測量方式和連續幾何軌跡點掃描（如展成）測量方式。所測得的齒輪誤差是被測齒輪齒面上被測點的實際位置坐標（實際軌跡或形狀）和按設計參數所建立的理想齒輪齒面上相應點的理論位置坐標（理論軌跡或形狀）之間的差異，通常也就是和幾何坐標式齒輪測量儀器對應測量運動所形成的測量軌跡之間的差異。測量的誤差項目是齒輪的單項幾何偏差，以齒廓、齒向和齒距等三項基本偏差為主。近年來由于坐標測量技術、傳感器技術、計算機技術的發展，尤其是數據處理軟件功能的增強，三維齒面形貌偏差、分解齒輪單項幾何偏差和頻譜分析等誤差項目的測量得到了推廣。單項幾何偏差測量的優點是便于對齒輪（尤其是首件）加工質量進行分析和診斷、對機床加工工藝參數進行再調整；儀器可借助于樣板進行校正，實現基準的傳遞。
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該技術近年來有了較快的發展，是一個重要發展趨勢。直接將齒輪測量裝置集成于齒輪加工機床，齒輪試切或加工后不用拆卸，立即在機床上進行在機測量，根據測量結果對機床（或滾輪）參數及時調整修正（主要針對磨齒）。這對于成形磨齒加工和大齒輪磨齒加工而言，在提高生產效率、降低成本方面，尤其具有重要意義。德國KAPP廠的數控磨齒機就是一個典型代表。CNC齒輪加工機床的迅速發展，為推動齒輪在機測量技術的應用和發展提供了可靠的工作平臺。? 由于對大批量生產的汽車轎車齒輪質量要求的提高，二手齒輪測量儀改造，齒輪在線測量分選技術的應用已是必不可少。上海汽車齒輪廠近年從美國ITW公司引進了該項技術和相應儀器裝備，奉節齒輪測量儀，取得了預期效果，齒輪測量儀作用，據稱還將陸續購進該類檢測儀器。
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