基于机器视觉的齿轮接触疲劳点蚀实时检测方法

李 海，曾铖锴，赵培杰，秦志鹏，杨 岩

(重庆理工大学 机械工程学院，重庆 400054)

接触疲劳是零部件接触面在循环接触应力长期作用下形成凹坑或麻点的一种表面疲劳破坏现象[1-3]。疲劳缺陷的发生具有隐蔽性，准确掌握材料的接触疲劳性能，对零部件的设计十分重要。齿轮轮齿的损伤从本质上可分为磨损、齿面疲劳、塑性变形和轮齿折断以及其他损伤五大类[4]。齿轮的齿面接触疲劳是最常见的失效形式，它会导致传动齿轮的振动加剧、噪音增大、传动效率降低，严重的话会导致传动系统瘫痪而引发危险事故。研究齿轮接触疲劳，对于获得齿轮啮合过程的疲劳特性、优化传动性能以及预防齿轮传动系统故障的发生等具有重大意义。受材料组成、热处理工艺、载荷状态、工作条件等诸多因素的影响，接触损伤评估是一个难以用理论计算解决的问题[5]。目前，齿轮接触疲劳试验主要采用的方法有人眼观察法、荧光涂料法、直接摄影法等。这些方法都不能直接记录齿轮接触疲劳的演变过程，更无法定量检测疲劳失效程度。而且，其试验过程繁琐、耗时长、效率低，无法高效化、智能化进行。研究能够实时记录疲劳演变过程、定量检测齿轮滚动接触疲劳点蚀的检测系统，具有重大意义。

基于机器视觉的检测方法具有非接触、精度高、抗干扰性强、能定量和可视化检测等优点[6-8]。随着机器视觉和图像处理技术的发展，国内外学者对基于机器视觉的检测方法进行了广泛研究。……