与客户共克难关：电动汽车齿轮加工解决方案

慧聪工程机械网 2025-01-15 11:38 来源：利勃海尔

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“ 精密磨削保证电动车平稳高效运行 ”

资深的电动自行车骑手们宁愿听到鸟儿的鸣叫，也不愿听到驱动装置的恼人噪音。平稳运行也是电动汽车的一个重要因素。电机比柴油或汽油发动机安静得多，这意味着驾驶电动汽车时令人不快的噪音更容易被察觉。对于电动汽车驱动部件的制造商来说，这对齿轮等零件的表面质量提出了更高的要求。电动汽车需要非常完美的部件表面，以始终提供必要的光滑度，即使在高速度和高扭矩下也是如此。

电动汽车的驱动装置必须同时具备强大的功能和紧凑性，这是一项技术挑战，需要高品质的组件。这就是为什么需要最先进的滚齿机和磨齿机来制造电动汽车的齿轮。它们提供极高的精度，精确到微米（约为人类头发厚度的五分之一）。在高负载条件下，出色的微观几何形状决定了齿轮的完美啮合。创新的磨削技术可以实现非常高的表面质量等级、最佳同心度和完美的齿面几何形状。此外，它还确保齿轮适应传动的固有频率并以最佳方式抑制振动。

利勃海尔齿轮加工技术有限公司生产的齿轮加工滚齿机展成磨齿机可帮助齿轮制造商向电动汽车制造商供应大量高品质零部件。确保这些零部件高效、安静、清洁地运行。主要目标是最大限度地减少摩擦并提高齿面的承载能力，这可通过精磨和抛光来确保。

“与传统内燃机齿轮相比，电动机齿轮通常必须满足更广泛、更严格的表面质量要求，”利勃海尔齿轮技术有限公司产品管理主管Thomas Breith解释道。

“与传统内燃机齿轮相比，电驱动装置通常需要表面质量更高的部件，”利勃海尔齿轮加工技术有限公司产品管理主管Thomas Breith解释道，并列举了两个原因：首先，可传输功率的性质根本不同；其次，推力扭矩高。后者是通过一种允许在制动过程中回收能量的方法产生的。对噪声振动粗糙度 (NVH) 的严格要求也要求齿轮具有最高的表面质量。最后，同样重要的是，粗糙度值低可确保更长的电池寿命。“这意味着所有功能都需要最高的齿轮质量，”Breith说。

应用示例

使用无需修整的CBN砂轮对e-drive总成驱动齿轮进行展成磨齿

利勃海尔齿轮加工技术有限公司的CBN砂轮具有许多优点：使用寿命长，工艺稳定性高，磨削过程中可避免误差源，刀具操作简单，测量和测试工作量大大减少。可产生最精细的表面，粗糙度值Rz小于3微米。

但如何满足对驱动部件生产的更高要求呢？原始设备制造商 (OEM) 通常会通过设置特定的表面粗糙度目标值来指定供应商所需的制造工艺。这些目标值是根据国际标准定义的，例如平均粗糙度 (Ra)、最大成型高度 (Rz)、核心粗糙度深度 (Rk)、减小的峰高 (Rpk) 和减小的谷深 (Rvk)。使用双磨砂轮进行精磨可以实现高但仍可磨削的表面质量等级。“这些工具使用不同的磨削砂轮规格，优化每个磨削行程”Breith解释道。结果是根据DIN和ISO标准在齿轮测量设备中测得的高精度齿轮几何形状。Rz值在1.2到1.8微米之间。

电动自行车的骑手宁愿听鸟儿的歌唱，也不愿听自行车传动系统的烦人噪音。行驶平稳性对电动汽车也很重要。这是一项技术挑战，需要完美磨削的部件。

精磨和抛光

“如果OEM要求更高的Rz值 (介于0.8和1.2微米之间)，我们就必须使用所谓的‘抛光研磨’，”Breith说道。我们使用非常精细的磨削砂轮和抛光砂轮。“抛光加工只会去除齿面上的2到3微米。必须进行初步测试，以优化每个单独组件的工艺。在这种情况下，必须将制造商使用的测量设备与最终用户的测量设备结合起来，”利勃海尔经理说道。

必须克服许多挑战。据Breith介绍，最低要求是一台高精度齿轮磨齿机，并配备必要的附加应用软件。“通过使用机床制造商提供的适当应用技术，可以优化工艺。只有使用高质量的夹紧装置和磨削刀具，才能实现工艺可靠性，”他解释说。制造商的专业知识在这个领域非常重要，而强有力的客户支持也至关重要。

创新技术为企业带来竞争优势

从内燃机转向电动机意味着未来需要的齿轮更少，因此齿轮数量也会减少。不仅如此，齿轮制造商面临着越来越高的质量要求，投资创新灵活的技术是大势所趋，这种技术也可进行小批量生产。这样，随着电动汽车数量的持续增长，投资于柔性生产设备的供应商可以获得竞争优势和快速的投资回报。

令人愉悦的嗡嗡声，而非恼人的噪音

与电动汽车一样，优化电动自行车传动系统部件的表面质量也是有意义的，对于想要走在电动汽车转型前沿的供应商来说，现代、高精度的生产技术至关重要。因为只有使用完美精磨抛光的部件，才能在电动汽车和电动自行车上以最佳效率运行，并在路上行驶时为驾驶者提供最佳驾驶体验。

电动汽车测量技术

粗糙度传感器提供不间断测量。

使用测球和测针精确检测微结构。

电动汽车变速箱对所用齿轮的制造精度要求特别高。齿轮表面的波纹度和粗糙度是其中的重要参数。为了满足这一需求，利勃海尔齿轮加工技术有限公司进一步开发了WGT测量机，并为其配备了相关功能。

利勃海尔的WGT系列齿轮测量机已在汽车制造、航空和通用工程等领域得到广泛应用。每种型号均符合VDI/VDE 2612/2613最高级的严格规定，可测量0.1mm模数以上的齿轮。研磨花岗岩导轨有助于确保热分布均匀。带有气浮轴承的直线轴、精密转台和触发式雷尼绍扫描测头系统有助于确保机器的机械精度。调整数据的自动校正基于用户友好的齿轮测量软件LHInspect。

在电动汽车领域，齿轮表面的质量要求特别高。准确测量粗糙度和波纹度尤为重要。尽可能低的粗糙度值是齿轮箱动力传输和平稳运行的重要参数。波纹度在控制噪音排放方面起着极其重要的作用，对于几乎无声的电动机来说至关重要。准确测量波纹度是制造电动齿轮箱齿轮的必要条件。利勃海尔齿轮加工技术有限公司专门针对这些要求开发了WGT传感器系统和LHInspect软件。新的粗糙度传感器可以更精确地记录齿轮表面的微观结构。该软件可以分析粗糙度和波纹度，甚至可以回顾性地评估波纹度值而无需重复测量。利勃海尔是全球仅有的几家提供这些广泛功能的供应商之一。