本發明涉及幾何量測量領域,特別涉及一種新型特大型齒輪在位測量方法;首先經過對齒輪齒頂圓柱面進行測量,對測量點進行圓柱擬合,以獲得軸線方程;將此軸線方程作為特大型齒輪的Z軸坐標;測量齒輪端面,對端面測量點擬合平面,將測量得到的擬合平面與擬合圓柱軸線的交點,作為特大型齒輪工件坐標系的坐標原點;根據點線面關系,構建特大型齒輪工件坐標系;采用分段測量和轉位測量的方式;分段依次測量特大型齒輪每個齒,即實現特大型齒輪局部齒面的自動測量;本發明設備及方法具有結構簡單,測量效率和精度高等優點;采用齒面點云匹配與拼接技術延伸小型坐標測量機的測量范圍,實現了以小型水平懸臂式坐標測量機測量特大型齒輪。