蜗轮蜗杆减速机箱体垂直度测量对提高减速机的质量和使用寿命降低能耗指标有着重大的现实意义。工业上常用三坐标测量机抽检,不易实现在线检测。本文旨在对蜗轮蜗杆减速机箱体孔垂直度测量开展理论研究及验证,主要研究内容如下:(1)提出一种基于激光准直原理的蜗轮蜗杆减速机箱体孔垂直度测量方法,利用三爪卡盘进行箱体孔的定心,设计激光光路模拟蜗轮蜗杆减速机箱体轴线,将待测异面轴线转换到同一平面。分析了测量方法中存在三爪卡盘几何误差、分光棱镜几何误差、组合棱镜几何误差、光斑中心识别误差等25项误差。(2)采用光学矢量分析原理,建立了误差综合模型。根据模型分析,在本文设计方案中,当使用的分光棱镜与组合棱镜精度量级相同时,分光棱镜的误差可忽略不计。若将高精度棱镜误差按系统误差修正,选用定位精度1μm的超精密三爪卡盘时,测量系统总随机误差为(35)=?7.3μm,总误差占公差比例约14.6%。此误差综合模型为各零件的精度分配及选型奠定理论基础。(3)搭建实验平台进行了部分误差模型的验证,实验结果表明:分光棱镜反射光斑坐标的理论值与实验值的变化趋势基本一致,误差控制在0.43%内,分光棱镜的误差模型可依据矢量分析原理计算;同时测量了衍射光斑随机定位误差,其误差为0.14μm,相对于其他误差项可忽略不计。进行了系统理论分辨力实验,实验结果表明:系统理论分辨力可达0.5μm。本文的研究为蜗轮蜗杆减速机箱体轴孔垂直度的测量提供了可行方法,为该测量装置的研制奠定了理论基础。