具有一體形成的壁的變速器殼體的制作方法與工藝

本發明總體上涉及一種變速器殼體，更具體地涉及一種具有一體形成的壁的變速器殼體。

背景技術：
諸如非公路礦用卡車、輪式裝載機和推土機之類的機器（這種機器例如是作業機械）包括經由變速器向該機器的輪子提供動力的發動機。典型的機械變速器或者有級（step-change）變速器一般是由轉動地設置在一個或多個不同的軸上的不同齒輪構成。這些不同的齒輪可以在不同的速度與轉矩比范圍內以不同的組合選擇性地彼此連接以將來自于發動機的動力通過這些軸傳遞到車輪。通過位于變速器內的一個或多個液壓離合器實現和改變構成發動機與車輪之間的機械連接的齒輪的組合。使用殼體來容納并保護這些齒輪、軸和離合器與外界環境隔離。在2012年3月出版的標題為777GOff-HighwayTruck的產品手冊AEHQ6553-01（“’6553手冊”）的第7頁示出并描述了一種示例性變速器。在該手冊中，示出的變速器具有由平的金屬板材通過切割和焊接工藝制造的殼體。盡管對于許多應用已經足夠，但是’6553手冊的變速器不是最佳的。具體地，該變速器的殼體（是裝配式的殼體）在類型和可用特征的幾何形狀上受到約束。例如，該殼體局限于具有基本恒定厚度的基本平的壁。這些限制對于由機器的輪子拋向機器的垃圾不能提供足夠的阻擋和/或可能導致變速器比必要的變速器更重。本發明的變速器殼體旨在克服上面敘述的一個或多個問題和/或現有技術的其它問題。

技術實現要素：
在一個方面中，本發明涉及一種變速器殼體。該變速器殼體可以包括多個一體形成的壁，所述多個一體形成的壁一起構成了具有敞開的第一端和敞開的第二端的罩，所述第二端在軸向上與所述第一端相對布置。該變速器殼體還可以包括位于所述罩的第一端并且構造成接合差速器殼體的第一凸緣和位于所述罩的第二端處并且構造成接合輸入器殼體的第二凸緣。所述多個一體形成的壁包括具有至少一個撞擊保護特征部的下壁。在另一個方面中，本發明涉及另一種變速器殼體。該變速器殼體可以包括多個一體形成的壁，所述多個一體形成的壁一起形成了具有敞開的第一端和敞開的第二端的罩，所述第二端在軸向上與所述第一端相對布置。該變速器殼體還可以包括位于所述罩的第一端并且構造成接合輸入器殼體的第一凸緣和位于所述罩的第二端并且構造成接合差速器殼體的第二凸緣。所述罩的一部分可以具有沿著環形方向變化的壁厚，所述罩的所述一部分連接具有第一凸緣的第一端或具有第二凸緣的第二端中的至少一者。附圖說明圖1是本發明一個示例性的動力傳動系的示意圖；圖2是可以與圖1的動力傳動系結合使用的本發明示例性的變速器的圖示；圖3-5是用于圖2的變速器的本發明示例性的殼體的圖示；以及圖6-8是用于圖2的變速器的本發明另一示例性的殼體的圖示。具體實施方式圖1圖示了一種示例性的移動式機器10，該機器可以在工地12執行預定的任務。在圖示出的實施方式中，機器10是非公路礦用卡車。然而，可以想到的是該機器10可以是另一種移動式機器，比如鉸接式拖車、輪式裝載機、機動平路機或者本領域中公知的其它移動式機器。工地12可以包括例如采礦場、垃圾填埋場、采石場、建筑工地或者其它類型的工地。由機器10執行的預定任務可能要求機器10在不同目的地之間大致橫穿工地12。因此，機器10可以設有便于在工地12的目的地之間運行的動力傳動系14。動力傳動系14一般可以包括發動機16和操作性地連接到發動機16并由發動機16驅動的變速器18。發動機16可以是本領域中公知的任何種類的發動機，例如柴油、汽油或氣體燃料驅動的、構造成產生機械功率輸出的內燃機。變速器18例如可以是手動和/或自動控制的動力換擋變速器以將發動機16的機械功率輸出通過不同的速度與轉矩比范圍傳遞到機器10的牽引裝置20。圖2示出了變速器18的一個示例性實施方式。在該實施方式中，變速器18是用于產生至少一個倒檔/后退傳動比和多個前進檔/前行傳動比的機械分檔變速器。每個不同的變速比可以手動或自動選擇成在前進或倒退運行方向上提供不同的速度與轉矩比。因此，變速器18可以是包括以下部件的組件：具有一對或多對相互嚙合的齒輪（例如一個或多個行星齒輪組件）的齒輪系21、可操作成將選定的齒輪組合連接在一起以便傳遞動力的一個或多個離合器（未示出）、構造成將發動機16的機械功率輸出裝置經由轉矩變換器24（僅在圖1中示出）連接到齒輪系21的輸入構件22、將齒輪系21與差速器23（僅在圖1中示出）和/或機器10的主減速器操作性地連接的輸出構件26以及容納和/或支承變速器18的其它部件的殼體30。如圖3中所示，殼體30可以是單個部件，該單個部件具有多個由球墨鑄鐵/延性鐵通過鑄造工藝一體形成的壁。具體地，殼體30可以包括具有大致柱形/圓柱形壁的主要部分32、在重力方向上位于主要部分32的下方的集油槽34以及與集油槽34關于主要部分32對置地定位的控制箱36，所述大致圓柱形壁形成端部敞開的罩。轉矩變換器24可以連接到主要部分32的與差速器23相對的端部（參見圖1），齒輪系21可以布置在主要部分32的罩內。變速器18的控制部件（例如離合器、閥、傳感器、管道、線路等等）可以至少部分地安放在控制箱36內。集油槽34可以在正常操作期間收集從變速器18的各個部件排出的回收油。殼體30的主要部分32是大致柱形/圓柱形的形狀，具有敞開的第一端38和在軸向上與第一端38相對的敞開的第二端40。第一凸緣42可以定位在第一端38處并且構造成接合動力傳動系14的差速器23（僅在圖1中示出）的殼體。第二凸緣44可以定位在第二端40處并且構造成接合動力傳動系14的輸入器殼體41（僅在圖2中示出）。如圖4中所示，第三凸緣46可以在主要部分32的罩內定位于第一凸緣與第二凸緣42，44之間，并且構造成接合變速器18的齒輪系21（參見圖2）（例如接合齒圈、軸承、殼體和/或相連行星齒輪組件的支承構件）。第一、第二和第三凸緣42、44、46中的每一者都可以與主要部分32一體形成，并且具有帶有便于相關聯的部件的定位和安裝的多個鉆孔的加工面。排放孔口47可以在主要部分32內位于第二凸緣與第三凸緣44，46之間以便于在該區域聚集的油的排出。除了在靠近凸緣42，44和/或46的位置處之外，殼體30的主要部分32可以具有基本均勻的壁厚。例如，主要部分32的基本壁厚可以是大約12mm。然而，如圖4中所示，第一和/或第二端38，40處的圓柱形壁可以沿著環形方向變化。具體地，第一和/或第二端38，40處的壁可以具有壁厚增大的、凸起的環形節段48。在一個示例性實施方式中，節段48可以比主要部分32的其余壁部厚大約30-35%（例如大約16mm）。節段48的弧長l可以小于位于相鄰節段48之間的較薄壁的弧長α（即節段48可以占用主要部分32的周長的較小部分）。具有較厚壁的節段48可以增加主要部分32在第一和/或第二端38處的強度，而在節段48之間的具有較薄壁的節段可以有助于保持殼體30的低重量。可以在主要部分32的外表面以內形成多個支承特征部/結構。例如，在主要部分32的外表面上可以形成加工定位特征部50，用于在加工過程中使用以便關于殼體30定位加工工具（未示出）。在圖3-5所公開的實施方式中，加工定位特征部50是位于主要部分32的下半部、相比于第一端部38更靠近第二端部40的矩形突出部。在該實施方式中，可以在主要部分32的外表面上形成一個或多個提升特征部52以便用來在制造、組裝和/或維修期間提升殼體30和/或整個變速器18。在所公開的實施方式中，提升特征部52可以是被加工出的且帶有孔的突出部（例如凸耳），位于主要部分32的上側，靠近第二端40并且構造成容納提升硬件（例如有眼螺栓）。可以想到的是可以在殼體30上的任何方便的位置上使用并定位任何數量和種類的加工定位特征部50和/或提升特征部52。集油槽34可以是沿著長度方向朝向主要部分32的內部敞開的、大致矩形的結構。由于集油槽位于主要部分32下方，因此集油槽34可能更接近于且更容易由環境造成損壞（即由通過牽引裝置20和/或通過與路面障礙物的碰撞而拋向空氣的垃圾造成的損壞）。由于該原因，集油槽34可以設有一個或多個撞擊保護特征部，它們構造成減輕由垃圾和障礙物造成的破壞。在所公開的實施方式中，集油槽34包括兩個不同的撞擊保護特征部，然而如果需要，可以在單個殼體30內僅使用這些特征部中的一個。如圖3和5中所示，這些特征部可以包括在集油槽34的底板54內形成的一個或多個犧牲肋56（見圖3）以及底板54中的增大的壁厚t（見圖5）。肋56可以是自底板54向下延伸的長形突出部。在所公開的實施方式中，包括七個間隔開的肋56并且在基本橫向的方向上（即大致橫斷于主要部分32的中心軸線）定向。然而可以想到的是，如果需要可以包括和/或不同地定向（例如沿主要部分的縱向對齊）更多或更少數量的肋56。肋56可以旨在在與垃圾或障礙物碰撞期間從集油槽34斷開，從而耗散一些相關的沖擊能量以減小底板54上的應力。盡管位于集油槽34外部，但是可以想到的是如果需要，肋56可以附加地或者選擇性地位于集油槽34內部以主要起到底板54的增強機構的功能。底板54的厚度t可以大約比殼體30的其余壁部的基本厚度大15-20%。在所公開的實施方式中，底板54的壁厚可以是大約14mm。該厚度可以在撞擊時增加集油槽34對破裂或刺穿的抵抗力。集油槽34還可以設有對集油槽34提供功能性的一個或多個支承特征部。例如，集油槽34可以包括一個或多個排放孔口58以及相關聯的構造成容納排放管（未示出）的安裝凸緣60。排放孔口58可以位于集油槽34內的任何地方，比如位于前端、后端（圖2，4和5中示出）或者位于前后端之間的大致中間。此外，可以在集油槽34的側壁上定位一個或多個供應孔口62，在供應孔口62可以定位安裝面66以便于連接到相關聯的過濾器64和/或流體從集油槽34所流經的回油泵（未示出）且便于過濾器64和/或回油泵的操作（僅在圖2中示出）。如果需要，可以在集油槽34內設置從供應孔口62延伸到集油槽34內的最下部區域的一個或多個內部管道（未示出）。此外，可以在集油槽34的前端和后端設置一個或多個橫向布置的穩定墊68。在制造和/或組裝過程中穩定墊68可有助于減小殼體30的不必要的轉動。可以想到的是，如果需要，所述穩定墊可以附加地或者選擇性地整體地連接到主要部分32。控制箱36還可以朝向主要部分32的內部敞開并且構造成容納與變速器18相關聯的控制部件。控制箱36可以包括例如與變速器18的各個離合器相關聯的壓力栓/放壓孔70（僅在圖2中示出）、液壓控制入口孔72（僅在圖2中示出）、液壓控制出口孔74（僅在圖3中示出）和位于控制箱36的一側中的一個或多個線束孔口76（僅在圖2中示出）中的至少一者。安裝面可以與這些孔口連接以便與外部管道、傳感器、線束等連接。如果需要，一個或多個提升特征部52（如前所述——見圖3）可以與控制箱36的上緣連接。可以使用板78（參見圖2）來封閉控制箱36的頂部。在圖6-8中示出了一種可選的變速器殼體80。與圖3-5的殼體30類似，圖6-8的殼體80可以包括主要部分82、集油槽84和控制箱86，它們均由球墨鑄鐵鑄造成為單一整體部件。然而，與圖3-5的主要部分32不同，主要部分82可以不像主要部分32那樣是圓柱形的。具體地，主要部分82的敞開的第一端88處可以是大致方形的并且逐漸過渡到敞開的第二端90處的大致圓柱形。這種幾何形狀可以適應不同樣式的機器10之間變化的空間約束。此外，由較大的轉接半徑/倒圓構成的過渡區域92可以將控制箱86的后端與主要部分82的外表面連接。在所公開的實施方式中，該轉接半徑可以從主要部分82向上延伸到控制箱86的遠端唇緣并且在該區域中提供改進的強度。殼體80可以包括與殼體30的許多特征類似的特征。特別地，殼體80可以包括第一凸緣94、第二凸緣96、第三凸緣98、加工定位特征部100、提升特征部102、一個或多個撞擊保護特征部（未示出）、供應孔口106、一個或多個排放孔口108、穩定墊110、壓力栓112、控制入口孔114、一個或多個控制出口孔116、診斷孔口118、內部回油管道122等等。然而，這些特征中的一些可以具有稍微不同的結構。例如，第一凸緣94的大致方形的下部可以起到殼體80的穩定墊的功能。加工定位特征部100可以位于主要部分82的底側。提升特征部102可以包括兩個位于第二端90附近的特征部102和一個位于控制箱86的遠側拐角的特征部102。回油管道122可以終止于第一凸緣94內。可以想到的是本領域技術人員將會獲知這些特征的其它變型。工業實用性本發明的殼體具有在裝備有變速器的任何移動式機器中的潛在應用。所公開的變速器殼體可以提供多種可用的特征。例如，所公開的殼體可以是鑄造殼體，所以殼體的整體壁在形狀或尺寸上不受限制。即所公開的殼體可以具有圓柱形表面、在圓柱形與棱柱形之間過渡的表面以及具有變化厚度的壁。這種可變性實現了輕重量，可以適于改變由不同的機器模型和應用強加的空間約束的強殼體。此外，所公開的殼體的鑄造特性可以實現對機器遇到的垃圾和障礙物的增加的保護。例如，所公開的殼體可以包括整體的撞擊保護特征部，比如僅在關鍵區域中增加的壁厚和/或在沖擊下通過斷裂減小殼體上的應力的犧牲特征部。對于本領域技術人員將會意識到的是在不脫離本發明的范圍的前提下可以對本發明的變速器殼體做出各種修改和變型。從這里所公開的變速器殼體的說明書和實施方式的考慮中其它實施方式對于本領域技術人員來說將會是顯而易見的。該說明書和示例意在被認為僅是示例性的，本發明的真實范圍由如下的權利要求及其等效方式表示。