大型齿轮是大型装备的关键传动部件,广泛应用于舰船、发电机组、矿山机械、航空航天等领域,因此作为大齿轮制造质量保障手段,其检测技术极具研究价值,本文重点研究测量坐标系建立的不确定度问题。旁置式齿轮测量机有望成为大型齿轮精密测量的有效手段,而使用旁置式齿轮测量机在机测量齿轮最基本的问题是如何将测量坐标系正确建立到以齿轮回转中心为坐标原点的工件坐标系,本文就旁置式大齿轮测量坐标系建立的不确定度展开研究。首先,通过实测实验对激光跟踪仪建立齿轮测量坐标系的不确定度展开研究,并分析其误差来源。发现直接采用激光跟踪仪建立大齿轮测量坐标系的不确定度较大,难以满足大齿轮测量精度要求。然后,提出了一种新的旁置式齿轮测量机在机测量大齿轮的测量坐标系建立方法,用PSD将机器坐标系和工件坐标系调平,然后寻找被测齿轮回转中心,以回转中心为坐标原点建立测量坐标系。而测量坐标系建立的关键技术是如何准确寻找大齿轮回转中心位置,本文提出使用激光测距技术寻找齿轮回转中心X方向位置,解决了旁置式齿轮测量机因X轴行程短无法通过大齿轮回转中心,从而无法准确建立大齿轮测量坐标系的问题。根据所提出的新的大齿轮回转中心检测原理,设计出一套大齿轮回转中心高精度检测方案及装置。使用莱卡激光测距仪μ-base完成大齿轮X向中点测量,二维PSD配合测量机T轴光栅完成大齿轮Y向中点检测,从而确定大齿轮回转中心位置。并通过建立误差模型,对回转中心检测方案进行了系统误差分析。结果表明,对于直径500mm的被测齿轮,当μ-base在XOZ面内的安装角度偏差θ为1.5′,回转中心X方向位置偏差为1μm;当激光器在XOY面内的安装角度偏差β为1″,回转中心Y方向位置偏差为1.2μm,满足大齿轮测量坐标系建立精度要求。