使钢球全表面展开的展开轮是钢球缺陷检测机中的重要零部件。依靠展开轮两侧非对称双锥面与钢球接触引起的摩擦,对钢球形成侧向旋转的力矩,使待检测钢球在固定的检测镜头前实现表面完全展开。由于展开轮持续地检测钢球,并不断地与钢球产生摩擦,会使展开轮驱动面发生磨损,导致原本1的轴线倾角逐渐变小,展开效果与展开效率均会发生改变。若磨损使展开轮两侧锥轮的中轴线与其旋转轴线重合,则展开轮变为对称双锥面,将无法达到展开钢球的目的。为此,在展开轮表面采用微结构以减轻磨损,进行如下研究。首先,研究磨损对展开轮展开性能的影响,主要包括钢球的稳定性、钢球运动时的角速度以及展开轮展开钢球的效率等,得到钢球稳定性、钢球旋转角速度以及展开钢球的效率一般规律。通过试验,对比分析微结构表面的耐磨损性能优于光滑表面,将此微结构应用到展开轮上,对延长展开轮寿命有一定的作用。然后,对结构简化的微结构展开轮驱动面进行静力学仿真分析,验证展开轮两侧锥面受力的不同。接下来对微结构展开轮驱动面进行磨损有限元仿真,对任意接触点重复进行9次磨损仿真,根据所得到的有限元磨损仿真深度数据与累计磨损次数的关系,使用MATLAB软件对该组数据进行拟合,为展开轮寿命预测做准备。利用ADAMS软件对展开轮进行运动学仿真分析,在不同工况下进行模拟仿真,得到能够使展开轮展开最为理想的工况条件。对不同磨损程度的展开轮进行展开性能仿真分析,得出展开轮展开运动失效时的偏锥倾斜角度,并通过试验验证展开轮失效之前的展开性能变化。最后,对展开轮展开性能失效时允许展开轮磨损的最大深度值进行计算,并与展开轮展开效率失效条件进行对比分析,计算展开轮展开效率失效时允许展开轮磨损的最大深度值,综合分析磨损展开失效条件,并根据经典的Archard磨损寿命模型与粘着磨损理论推导磨损深度计算公式,建立展开轮的磨损寿命预测模型,根据实际工况做了磨损预测算例,并根据该算例对展开轮进行寿命预测。本文对微结构展开轮的展开性能进行研究,得到展开轮磨损的失效条件,并对微结构表面展开轮磨损寿命进行预测,对钢球表面缺陷检测质量的保证提供了理论支持。