[发明专利]一种齿面点蚀面积率测量方法及系统

说明书

本申请公开了一种齿面点蚀面积率测量方法及系统。首先，获取齿轮的齿面采集图像；其后，对齿面采集图像进行处理，得到啮合区二值图像和类点蚀坑二值图像；根据啮合区二值图像和类点蚀坑二值图像，获得点蚀坑二值图像；最后，根据啮合区二值图像的非零像素点的数量，以及点蚀坑二值图像的非零像素点的数量，获得齿轮齿面的点蚀面积率。该方法无需依靠人眼测量，只需获取齿轮的齿面采集图像即可获得齿轮齿面的点蚀面积率，大大减轻了人工测量的负担，同时使测量效率得以提高。此外，相比于现有技术，利用该方法计算得到的齿面点蚀面积率定量评价齿轮的磨损程度，使得评价的客观性提高。

技术领域

本申请涉及机械设备和系统检测领域，尤其涉及一种齿面点蚀面积率测量方法及系统。

背景技术

齿轮传动广泛应用于航天、高铁、机床等各种机械设备中，机械设备的安全性和可靠性与齿轮的性能状态息息相关。在高铁列车齿轮啮合过程中，齿轮齿面由于受到周期性变化的作用力，容易在啮合区，即内外齿轮咬合接触的区域，产生微小的疲劳裂纹。随着疲劳裂纹不断延伸、扩展，最终使齿面上的小块金属脱落，形成点蚀坑。

检测齿轮性能状态的关键在于检测齿轮的磨损程度，可通过测量齿轮齿面的点蚀面积率确定齿轮的磨损程度。点蚀面积率表示点蚀坑在整个啮合区的面积占有率。齿轮齿面的点蚀面积率越高，表明齿轮磨损程度越高。目前，点蚀面积率主要依靠人眼观测法获得，这种方法主观性强，且人工工作量大、效率低下，并且失误率高。

发明内容

基于上述问题，本申请提供一种齿面点蚀面积率测量方法及系统，旨在解决测量齿轮点蚀面积率的主观性过强，人工工作量大、效率低且失误率高的问题。

本申请解决技术问题的技术方案是：

本申请第一方面，提供了一种齿面点蚀面积率测量方法。该方法包括：

获取齿轮的齿面采集图像；

对所述齿面采集图像进行处理，得到啮合区二值图像和类点蚀坑二值图像；

根据所述啮合区二值图像和所述类点蚀坑二值图像，获得点蚀坑二值图像；

根据所述啮合区二值图像的非零像素点的数量，以及所述点蚀坑二值图像的非零像素点的数量，获得所述齿轮齿面的点蚀面积率。

可选的，所述获取齿轮的齿面采集图像，具体包括：

以预设时间间隔获得匀速转动的齿轮的齿面采集图像。

可选的，所述对所述齿面采集图像进行处理，得到啮合区二值图像，具体包括：

根据所述齿面采集图像中啮合区域的四个顶点，获得啮合区模板图像、第一形态学算子和第二形态学算子；所述啮合区模板图像中包含由所述四个顶点构成的四边形啮合区域；所述四边形啮合区域内部像素灰度值为1，所述四边形啮合区域外部像素灰度值为0；

利用所述啮合区模板图像和所述第一形态学算子，获得啮合区二值图像。

可选的，所述对所述齿面采集图像进行处理，得到啮合区二值图像和类点蚀坑二值图像之前，还包括：利用预设处理阈值对所述齿面采集图像进行图像分割，得到分割后的齿面采集图像；所述齿面采集图像的采集时刻为时刻t；

利用预设半径的圆形结构算子对所述分割后的齿面采集图像进行膨胀运算，得到膨胀后图像；

计算所述膨胀后图像中最大非零区域面积；

如果所述最大非零区域面积与前一采集时刻获得的齿面采集图像对应的最大非零区域面积之差大于预设面积限值，且与后一采集时刻获得的齿面采集图像对应的最大非零区域面积之差大于所述预设面积限值，则将所述时刻t采集的齿面采集图像确定为可处理获得所述啮合区二值图像和所述类点蚀坑二值图像的齿面采集图像。