随着汽油成本的不断增加以及保护环境的愿望不断增强，电动汽车的发展势头越来越强劲也就不足为奇了。汽车制造商正在积极推动推出全电动产品，甚至比最初的目标日期 2040 年还要早。为了支持电气化的发展，支持这些车辆的供应链正在进行巨额投资，特别是在传动系统零部件的制造方面。例如，将变速箱纳入电动汽车推进系统可帮助汽车制造商提高驱动系统效率。不仅可以在保持相同尺寸电池、电机和推进系统的同时增加车辆的续航里程和性能。还能允许使用更小的电池与电机的情况下仍然保持当前系统的相同范围和性能。

由于电动汽车产生的车辆噪音水平较低，传动系统组件需要满足比 ICE（内燃机）同类产品更低的噪音、声振粗糙度和振动 (NHV) 水平。为了降低 NHV 并提高车辆性能，传动系统制造商正在不断压缩轴、轴承和齿轮的光洁度、同心度、圆度、跳动和轮廓公差。随着这些传动系统部件公差的“收紧”，传统的机加工和车削工艺经常被磨削工艺所取代，因为磨削工艺更容易满足这些更严格的要求。

从历史上看，齿轮制造使用滚齿工艺连续生产齿轮，其速度比一次磨削一个齿要快得多。该工艺可以快速生产齿轮，但达不到当今新型变速器和变速箱所需的精度水平。拉削是另一种传统的齿轮生产方法，但通常一次只能加工一个齿，并且通常需要大量的设备前期投资。为了满足当今降低齿轮噪音并提高动力传输效率的更高质量标准，齿轮设计融入了更精细的齿面粗糙度和更精确的齿廓（各种修形加持），这些齿廓通常是用砂轮制造的。

砂轮优点

与滚齿和机加工工艺相比，使用砂轮加工齿轮具有许多优点。首先，由于砂轮由数百到数千个切削点组成，因此切屑痕迹的尺寸明显小于滚齿加工。因此，通过磨削更容易达到更精细的表面粗糙度值。

当磨料颗粒在工件上移动时，就会形成切屑，如下图所示。较小的磨料会产生较小的切屑，而较小的切屑会使工件的表面更加光滑。与滚刀或立铣刀等传统切削刀具相比，磨料颗粒通常要小几个数量级，这就是为什么它们通常能产生优异的表面光洁度。根据目标表面粗糙度和形状保持要求，提供各种磨料粒度的砂轮。
传统加工操作中产生的大切屑（左）与磨削中产生的较小切屑（右）的比较。
生产成品齿轮的磨削工艺与剃齿工艺之间存在差异，而且它们对齿轮辐射噪声的影响也存在差异。测试表明，磨削能够产生两种工艺中最低的噪音水平（即最接近标称目标）。这通常归因于齿轮齿内受控的微观几何形状以及通过磨削实现的较低粗糙度值。

由于轮齿表面的剧烈磨损，通常将轮齿热处理至特定的硬度范围，以提高耐磨性并延长使用寿命。硬度值范围为 56-64 RHC，许多硬度值在 58-62 RHC 左右。

齿轮的内芯和轮齿通常较软（45-50 RHC），以允许一定的容错性并降低脆性断裂的可能性。由于这些热处理工艺，砂轮通常非常适合去除表面硬化层中的材料，因为它们利用非常硬的磨粒（例如在某些情况下为氧化铝、碳化硅和 CBN/金刚石）。由于硬度较高，这些磨料在去除表面硬化材料方面比金属切削工具更有效。

如下图所示，磨料的硬度是淬硬工具钢或硬质合金的 1.5 至 4 倍，这使得它们在磨削硬化材料时使用寿命更长且磨损更少。磨料磨损的减少有助于控制齿轮轮廓地变化。
新磨削技术

一些砂轮厂家研发的新型陶瓷颗粒经过专门的设计，以满足齿轮磨削中改进光洁度和控制轮廓变化的要求。通过控制磨料本身的化学成分和微观结构，这些工程陶瓷颗粒在研磨过程中具有非常精确的微断裂或碎裂成非常小碎片的能力。这为齿轮磨削提供了两个好处。首先，它可以很好地控制颗粒的锋利度，使砂轮在磨损时保持锋利，这有助于减少热量，保持轮廓更长久，并保持更严格的公差。其次，与上一代工程颗粒相比，颗粒的微断裂特性会产生更小的切屑，从而改善零件表面光洁度。

从机械加工转向磨削以满足电动汽车传动系统部件较低 NVH 的严格要求具有显着的优势。与滚刀一样，蜗杆磨轮通常用于比单齿轮廓磨削更快地生产齿轮。但由于磨料更硬，切削点更集中，蜗杆磨可以加工出比滚刀具有更低表面粗糙度和更严格轮廓公差的零件。