如今，不仅电动汽车 (EV) 在道路上变得越来越普遍，而且几乎所有汽车公司都宣布了电动汽车最终将主导其产品组合的计划。随着从内燃 (IC) 向电动的转变，动力传动系统组件的数量将大大减少。而所有类型汽车中的其余部件对车辆的运行和寿命将更加重要。其中一个领域是将来自电动机的高扭矩转换为车轮 RPM 所必需的齿轮部件。
车辆运行的两个因素与这些用于电动汽车的新型齿轮组有关，效率或“范围能力”和齿轮噪音。为了吸引消费者，电动汽车需要达到与内燃机汽车相似的里程数。实现这一点将需要具有较低表面纹理的齿轮，从而减少表面摩擦，从而增加车辆的整体行驶里程。其次，来自 IC 引擎的声音通常会掩盖来自动力传动系统的噪音。在车架和乘客舱中设计了降低乘客舱内声音的措施。然而，随着向电动发动机的转变，如果没有改变新的制造方法和工艺，齿轮噪音可能会再次变得突出。
随着电动汽车齿轮的最新加工发展和更严格的规范，精密计量仪器可以发挥重要作用。ZYGO 与福特汽车公司等行业合作伙伴的合作通过建立可靠的方法来测量和监控这些表面，从而帮助推进这些过程，从而实现更严格的规范和严格的质量控制。
制造精密齿轮
齿轮的设计和制造可以采取多种途径，导致产品设计工程师评估不同的方法，以实现严格的表面纹理和波纹度规格以及高产量需求。根据生产方法，制造精确的齿轮齿形和齿面纹理可以起到平衡作用。但是当实现时，特定技术可以大量生产齿轮，同时达到所需的形状和表面纹理要求。一种这样的方法是使用螺纹砂轮进行连续生成磨削，螺纹砂轮与正在形成的齿轮齿结构保持持续接触。除其他外，这种方法已被证明可以产生基本的齿轮纹理和波纹度规格，以改善齿轮齿间的相互作用，同时降低偶然噪声。
精密计量的作用
为确保齿轮表面得到优化，必须使用计量工具进行分析、理解和表征。因为这些齿轮的价值很高，所以最好使用非接触式计量解决方案，这不会损害或损坏后处理的齿轮。随着齿轮表面变得更光滑，触觉和其他分析方法的使用将变得更具挑战性。它们可能会导致表面划痕或根本无法到达关键检查区域。这就是福特等行业合作伙伴寻求 ZYGO 的 3D 非接触式光学轮廓仪套件的原因
ZYGO 光学计量解决方案的核心是其相干扫描干涉测量 (CSI)，它使用专门的光学显微镜物镜提供表面的成像和放大，并测量表面的 3D 形貌。CSI 分析是完全非接触式的，与其他基于显微镜的 3D 地形技术相比，CSI 具有明显的优势，即测量的高度分辨率在所有放大倍数下都是一致的，无论放大倍数是 1 倍还是 100 倍。这为基于 CSI 的系统提供了一个独特的机会，因为齿轮的形状和尺寸可能会限制能够进入感兴趣区域的目标类型。
对于其他技术，使用长工作距离物镜可能会限制测量的垂直分辨率。ZYGO 内部开发的物镜既不损失垂直分辨率，也不损失测量精度。这是福特为其 EV 齿轮系列选择 ZYGO Nexview 产品的众多决定性因素之一。其他考虑因素包括测量的极端稳定性、进入测量区域的便利性以及满足他们对现场生产计量的苛刻要求的各种物镜。
现场拼接
ZYGO 解决方案内置的另一个关键驱动因素是现场拼接。与全景摄影有一些相似之处，用户可以设置测量以捕获比安装的物镜更多的区域。这创建了一个重叠测量矩阵，当完成采集后，它们被“缝合”在一起以形成一个比单个目标可以完成的更大的测量。这在齿轮计量学中的优势在于沿齿轮侧面，从边缘到边缘，或从齿轮根部到尖端缝合，穿过渐开线形状获取表面纹理。应该强调的是在非平面表面（例如准双曲面）上执行这些缝合测量的能力。通过对测量序列的开始和结束位置进行编程，
将缝合和测量方法与 ZYGO 的内部长和超长工作距离物镜、软件易用性和内部 Python 脚本相结合，为客户提供了测量多种不同齿轮类型的完整解决方案。
它还解释了为什么 ZYGO 与一系列全球电动汽车制造商合作，允许对新一代高度抛光的齿轮进行快速、高效、准确和可重复的测量。
小结
电动汽车市场的增长是不可避免的。它给制造商带来了重大挑战，因为他们需要努力应对车辆工程真正的螺母和螺栓的技术进步需求。目前最重要的是对先进的精加工和磨削技术的需求，这些技术用于在轮齿中产生极其复杂和精确的表面特征，以提高效率并降低噪音，从而提高客户满意度。
正如在先进设计和制造中经常发生的情况一样，在追求创新技术进步时，计量学的角色从必要的邪恶转变为支持技术。在电动汽车的齿轮制造领域，能够准确、快速、轻松地表征精密表面特征至关重要。ZYGO 的非接触式光学解决方案套件可轻松应对这些挑战。
光学计量是一种极为通用的检测方法，在验证齿轮质量和设计意图实现方面具有重要作用。今天，它已成为“首选”计量解决方案，这得益于它的非接触、无损、快速、高灵敏度以及卓越的分辨率和精度。