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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，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。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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