This thesis presents an experimental research study aimed at identifying the optimal mechano-chemical surface treatment for powder metallurgy gears utilized in electric vehicles (EVs). The primary objective of the study is to determine the most effective surface treatment method in terms of enhancing gear transmission efficiency. The experiments utilise a specialized FZG test rig, which allows for comprehensive testing under realistic operating conditions. In addition, a surface roughness measurement device is used to evaluate the impact of the surface treatments on the gear's surface characteristics. The results obtained from the experiments reveal a particular type of surface treatment as the most effective among the test samples considered within the scope of the thesis, as it significantly improves gear transmission efficiency. These findings contribute to the advancement of surface treatment techniques for powder metallurgy gears used in EVs, aiding in the development of more efficient and high-performing gear systems for electric mobility. / Denna avhandling presenterar en experimentell forskningsstudie som syftar till att identifiera den optimala mekano-kemiska ytbehandlingen för pulvermetallurgiväxlar som används i elfordon (EV). Det primära syftet med studien är att fastställa den mest effektiva ytbehandlingsmetoden när det gäller att förbättra effektiviteten i växelöverföringen. Experimenten utförs med hjälp av en specialiserad FZG-testrigg, som möjliggör omfattande tester under realistiska driftsförhållanden. Dessutom används en ytråhetsmätningsanordning för att utvärdera effekten av ytbehandlingarna på kugghjulets ytegenskaper. Resultaten från experimenten avslöjar en viss typ av ytbehandling som den mest effektiva bland de testprover som betraktas inom ramen för avhandlingen, eftersom den avsevärt förbättrar växeltransmissionens effektivitet. Dessa fynd bidrar till utvecklingen av ytbehandlingstekniker för pulvermetallurgiska redskap som används i elbilar, vilket hjälper till att utveckla mer effektiva och högpresterande växelsystem för elektrisk mobilitet.

Gears are an important part of many machines. This thesis is a study in how new mechano-chemical surface treatments can be used to improve the efficiency in gear transmissions, specifically those relating to electric vehicles. The primary equipment used for this research is the FZG-test rig, a rig dedicated for the evaluation of lubricant and gear behaviour. To achieve an understanding of the effects of surface treatment, how gear contacts interact, and how geometry affects the efficiency, a substantial background study was performed, mixing various fields of knowledge and incorporating results from previous projects utilizing the FZG-test rig. Throughout the experimental phase of the project many goals had to be adjusted based on various problems encountered. Notable gear wear was observed in addition to the fact that many of the examined gears fell outside some of the specified manufacturing tolerance requirement. As a result, the data acquired from the testing is inconclusive. It is not possible to clearly establish the correlation between the effects of the new surface treatments method and efficiency due to the uncertainty in the interaction between lack of quality and a previously untested lubricant. These results are however still of benefit as to establish future test conditions and to identify the potential problems with FZG-testing. / Kugghjul är en viktig del i många maskiner. Denna rapport är en studie i hur nya mekaniska-kemiska ytbehandlingar kan tillämpas för att förbättra effektiviteten i kugghjulstransmissioners, specifikt för tillämpning i elektriska fordon. Den centrala utrustningen som använts i denna undersökning är en FZG-testrigg, en testrigg vars huvudsakliga uppgift är utvärdering av smörjmedel och kugghjulsbeteende. För att uppnå en förståelse av effekterna av ytbehandlingar, hur kugghjulskontakter interagerar, och hur kugghjulsgeometri påverkar effektiviteten, har en betydlig bakgrundstudie genomförts. Denna studie blandade flera olika kunskapsområden, samt resultat från tidigare projekt som även tillämpande FZG-testriggen. I projektets experimentella fas krävdes justeringar i flera av projektets mål på grund av problem som uppstod. Betydlig nötning kunde identifieras i samband med att flera av kugghjulen var utanför de nödvändiga tillverknings toleranskraven. I följd av detta är data från experimenten som utfördes icke-slutgiltiga. Det är inte möjligt att med säkerhet etablera ett samband mellan effekterna av den nya metoden av ytbehandling och effektivitet på grund av den osäkerhet som uppstår via kvalitetsbrister och ett smörjmedel som tidigare ej testats på KTH. Detta är fortfarande viktiga positiva resultat för att kunna etablera framtida test förhållanden och identifiera möjliga problem i experiment med FZG-testriggen.

Gears are the heart of many machines, being its function transform and transmit torque. This work is a study of adequate design requirements, in particular, the best methodology to early detect gear fatigue failure using a gear test rig, an FZG test machine. The study used the widely proved QFD analysis technique that introduces the client in the design process by using a matrix system. All available relevant literature on the subject and interviews with relevant people in the field were sources of information for the development of this technique. In that way, a mapping is presented, showing the most common fatigue failure modes and available detection methods.  As a result of the investigation, the most suitable technique for the early gear failure detection in the FZG rig to be a combination of vibration analysis and acoustic emissions analysis, these techniques present the best practice at the moment and also possible to implement. However, other technologies are also presented in the report. / Kuggväxlar uppfyller en viktig funktion i många system. I det här arbetet studerades de viktigaste konstruktionskraven hos en tetstrigg för kugg, en FZG-rigg, för att kunna detektera tidiga tecken på kuggskador. Litteraturstudier tillsammans med intervjuer av personer från industrin lade grunden till en jämförelse av produktegenskaper som uppfyller kundkraven med hjälp av en så kallad Quality Function Deployment matrix (QFD-matris). I en QFD omvandlas kundkrav till funktion- och konstruktionskrav, i och med den kunde också de vanligaste kuggskadorna och detekteringsmetoderna kartläggas.  De mest relevanta teknikerna för att detektera tidiga tecken på skador i en FZG-rigg idag visade sig vara en kombination av vibrationsmätningar och akustiska emissionsmätningar. Lösningen är möjlig att implementera. Även andra teknologier finns presenterade i rapporten. / Los engranajes son el corazón de muchas máquinas, siendo su función transformar y transmitir par. En este trabajo se realizó un estudio de los requisitos de diseño más adecuados, en particular, la mejor metodología para detección anticipada de fallo a fatiga de engranajes testeados en un banco de pruebas de engranajes FZG. Durante el estudio se utilizó la técnica de análisis QFD que introduce al cliente en el proceso de diseño mediante el uso de un sistema matricial. Toda la literatura relevante disponible sobre el tema, así como entrevistas a personas relevantes en el campo fueron utilizadas como fuente de información para el desarrollo de dicha técnica. También se realizó un mapeo de los diferentes modos y mecanismos de fallo por fatiga más comunes, así como los métodos de detección disponibles.  Como resultado de la investigación se concretó como metodología más adecuada para la detección anticipada de fallo de engranajes en los bancos de prueba FZG, una combinación de análisis de vibraciones y análisis de emisiones acústicas, estas técnicas presentan las mejores características en función de la dificultad de implementación. Sin embargo, en el informe también se presentan otras tecnologías.