具有一体形成的壁的变速器壳体的制作方法与工艺

本发明总体上涉及一种变速器壳体，更具体地涉及一种具有一体形成的壁的变速器壳体。

背景技术：
诸如非公路矿用卡车、轮式装载机和推土机之类的机器（这种机器例如是作业机械）包括经由变速器向该机器的轮子提供动力的发动机。典型的机械变速器或者有级（step-change）变速器一般是由转动地设置在一个或多个不同的轴上的不同齿轮构成。这些不同的齿轮可以在不同的速度与转矩比范围内以不同的组合选择性地彼此连接以将来自于发动机的动力通过这些轴传递到车轮。通过位于变速器内的一个或多个液压离合器实现和改变构成发动机与车轮之间的机械连接的齿轮的组合。使用壳体来容纳并保护这些齿轮、轴和离合器与外界环境隔离。在2012年3月出版的标题为777GOff-HighwayTruck的产品手册AEHQ6553-01（“’6553手册”）的第7页示出并描述了一种示例性变速器。在该手册中，示出的变速器具有由平的金属板材通过切割和焊接工艺制造的壳体。尽管对于许多应用已经足够，但是’6553手册的变速器不是最佳的。具体地，该变速器的壳体（是装配式的壳体）在类型和可用特征的几何形状上受到约束。例如，该壳体局限于具有基本恒定厚度的基本平的壁。这些限制对于由机器的轮子抛向机器的垃圾不能提供足够的阻挡和/或可能导致变速器比必要的变速器更重。本发明的变速器壳体旨在克服上面叙述的一个或多个问题和/或现有技术的其它问题。

技术实现要素：
在一个方面中，本发明涉及一种变速器壳体。该变速器壳体可以包括多个一体形成的壁，所述多个一体形成的壁一起构成了具有敞开的第一端和敞开的第二端的罩，所述第二端在轴向上与所述第一端相对布置。该变速器壳体还可以包括位于所述罩的第一端并且构造成接合差速器壳体的第一凸缘和位于所述罩的第二端处并且构造成接合输入器壳体的第二凸缘。所述多个一体形成的壁包括具有至少一个撞击保护特征部的下壁。在另一个方面中，本发明涉及另一种变速器壳体。该变速器壳体可以包括多个一体形成的壁，所述多个一体形成的壁一起形成了具有敞开的第一端和敞开的第二端的罩，所述第二端在轴向上与所述第一端相对布置。该变速器壳体还可以包括位于所述罩的第一端并且构造成接合输入器壳体的第一凸缘和位于所述罩的第二端并且构造成接合差速器壳体的第二凸缘。所述罩的一部分可以具有沿着环形方向变化的壁厚，所述罩的所述一部分连接具有第一凸缘的第一端或具有第二凸缘的第二端中的至少一者。附图说明图1是本发明一个示例性的动力传动系的示意图；图2是可以与图1的动力传动系结合使用的本发明示例性的变速器的图示；图3-5是用于图2的变速器的本发明示例性的壳体的图示；以及图6-8是用于图2的变速器的本发明另一示例性的壳体的图示。具体实施方式图1图示了一种示例性的移动式机器10，该机器可以在工地12执行预定的任务。在图示出的实施方式中，机器10是非公路矿用卡车。然而，可以想到的是该机器10可以是另一种移动式机器，比如铰接式拖车、轮式装载机、机动平路机或者本领域中公知的其它移动式机器。工地12可以包括例如采矿场、垃圾填埋场、采石场、建筑工地或者其它类型的工地。由机器10执行的预定任务可能要求机器10在不同目的地之间大致横穿工地12。因此，机器10可以设有便于在工地12的目的地之间运行的动力传动系14。动力传动系14一般可以包括发动机16和操作性地连接到发动机16并由发动机16驱动的变速器18。发动机16可以是本领域中公知的任何种类的发动机，例如柴油、汽油或气体燃料驱动的、构造成产生机械功率输出的内燃机。变速器18例如可以是手动和/或自动控制的动力换挡变速器以将发动机16的机械功率输出通过不同的速度与转矩比范围传递到机器10的牵引装置20。图2示出了变速器18的一个示例性实施方式。在该实施方式中，变速器18是用于产生至少一个倒档/后退传动比和多个前进档/前行传动比的机械分档变速器。每个不同的变速比可以手动或自动选择成在前进或倒退运行方向上提供不同的速度与转矩比。因此，变速器18可以是包括以下部件的组件：具有一对或多对相互啮合的齿轮（例如一个或多个行星齿轮组件）的齿轮系21、可操作成将选定的齿轮组合连接在一起以便传递动力的一个或多个离合器（未示出）、构造成将发动机16的机械功率输出装置经由转矩变换器24（仅在图1中示出）连接到齿轮系21的输入构件22、将齿轮系21与差速器23（仅在图1中示出）和/或机器10的主减速器操作性地连接的输出构件26以及容纳和/或支承变速器18的其它部件的壳体30。如图3中所示，壳体30可以是单个部件，该单个部件具有多个由球墨铸铁/延性铁通过铸造工艺一体形成的壁。具体地，壳体30可以包括具有大致柱形/圆柱形壁的主要部分32、在重力方向上位于主要部分32的下方的集油槽34以及与集油槽34关于主要部分32对置地定位的控制箱36，所述大致圆柱形壁形成端部敞开的罩。转矩变换器24可以连接到主要部分32的与差速器23相对的端部（参见图1），齿轮系21可以布置在主要部分32的罩内。变速器18的控制部件（例如离合器、阀、传感器、管道、线路等等）可以至少部分地安放在控制箱36内。集油槽34可以在正常操作期间收集从变速器18的各个部件排出的回收油。壳体30的主要部分32是大致柱形/圆柱形的形状，具有敞开的第一端38和在轴向上与第一端38相对的敞开的第二端40。第一凸缘42可以定位在第一端38处并且构造成接合动力传动系14的差速器23（仅在图1中示出）的壳体。第二凸缘44可以定位在第二端40处并且构造成接合动力传动系14的输入器壳体41（仅在图2中示出）。如图4中所示，第三凸缘46可以在主要部分32的罩内定位于第一凸缘与第二凸缘42，44之间，并且构造成接合变速器18的齿轮系21（参见图2）（例如接合齿圈、轴承、壳体和/或相连行星齿轮组件的支承构件）。第一、第二和第三凸缘42、44、46中的每一者都可以与主要部分32一体形成，并且具有带有便于相关联的部件的定位和安装的多个钻孔的加工面。排放孔口47可以在主要部分32内位于第二凸缘与第三凸缘44，46之间以便于在该区域聚集的油的排出。除了在靠近凸缘42，44和/或46的位置处之外，壳体30的主要部分32可以具有基本均匀的壁厚。例如，主要部分32的基本壁厚可以是大约12mm。然而，如图4中所示，第一和/或第二端38，40处的圆柱形壁可以沿着环形方向变化。具体地，第一和/或第二端38，40处的壁可以具有壁厚增大的、凸起的环形节段48。在一个示例性实施方式中，节段48可以比主要部分32的其余壁部厚大约30-35%（例如大约16mm）。节段48的弧长l可以小于位于相邻节段48之间的较薄壁的弧长α（即节段48可以占用主要部分32的周长的较小部分）。具有较厚壁的节段48可以增加主要部分32在第一和/或第二端38处的强度，而在节段48之间的具有较薄壁的节段可以有助于保持壳体30的低重量。可以在主要部分32的外表面以内形成多个支承特征部/结构。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，用于在加工过程中使用以便关于壳体30定位加工工具（未示出）。在图3-5所公开的实施方式中，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。在该实施方式中，可以在主要部分32的外表面上形成一个或多个提升特征部52以便用来在制造、组装和/或维修期间提升壳体30和/或整个变速器18。在所公开的实施方式中，提升特征部52可以是被加工出的且带有孔的突出部（例如凸耳），位于主要部分32的上侧，靠近第二端40并且构造成容纳提升硬件（例如有眼螺栓）。可以想到的是可以在壳体30上的任何方便的位置上使用并定位任何数量和种类的加工定位特征部50和/或提升特征部52。集油槽34可以是沿着长度方向朝向主要部分32的内部敞开的、大致矩形的结构。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环境造成损坏（即由通过牵引装置20和/或通过与路面障碍物的碰撞而抛向空气的垃圾造成的损坏）。由于该原因，集油槽34可以设有一个或多个撞击保护特征部，它们构造成减轻由垃圾和障碍物造成的破坏。在所公开的实施方式中，集油槽34包括两个不同的撞击保护特征部，然而如果需要，可以在单个壳体30内仅使用这些特征部中的一个。如图3和5中所示，这些特征部可以包括在集油槽34的底板54内形成的一个或多个牺牲肋56（见图3）以及底板54中的增大的壁厚t（见图5）。肋56可以是自底板54向下延伸的长形突出部。在所公开的实施方式中，包括七个间隔开的肋56并且在基本横向的方向上（即大致横断于主要部分32的中心轴线）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（例如沿主要部分的纵向对齐）更多或更少数量的肋56。肋56可以旨在在与垃圾或障碍物碰撞期间从集油槽34断开，从而耗散一些相关的冲击能量以减小底板54上的应力。尽管位于集油槽34外部，但是可以想到的是如果需要，肋56可以附加地或者选择性地位于集油槽34内部以主要起到底板54的增强机构的功能。底板54的厚度t可以大约比壳体30的其余壁部的基本厚度大15-20%。在所公开的实施方式中，底板54的壁厚可以是大约14mm。该厚度可以在撞击时增加集油槽34对破裂或刺穿的抵抗力。集油槽34还可以设有对集油槽34提供功能性的一个或多个支承特征部。例如，集油槽34可以包括一个或多个排放孔口58以及相关联的构造成容纳排放管（未示出）的安装凸缘60。排放孔口58可以位于集油槽34内的任何地方，比如位于前端、后端（图2，4和5中示出）或者位于前后端之间的大致中间。此外，可以在集油槽34的侧壁上定位一个或多个供应孔口62，在供应孔口62可以定位安装面66以便于连接到相关联的过滤器64和/或流体从集油槽34所流经的回油泵（未示出）且便于过滤器64和/或回油泵的操作（仅在图2中示出）。如果需要，可以在集油槽34内设置从供应孔口62延伸到集油槽34内的最下部区域的一个或多个内部管道（未示出）。此外，可以在集油槽34的前端和后端设置一个或多个横向布置的稳定垫68。在制造和/或组装过程中稳定垫68可有助于减小壳体30的不必要的转动。可以想到的是，如果需要，所述稳定垫可以附加地或者选择性地整体地连接到主要部分32。控制箱36还可以朝向主要部分32的内部敞开并且构造成容纳与变速器18相关联的控制部件。控制箱36可以包括例如与变速器18的各个离合器相关联的压力栓/放压孔70（仅在图2中示出）、液压控制入口孔72（仅在图2中示出）、液压控制出口孔74（仅在图3中示出）和位于控制箱36的一侧中的一个或多个线束孔口76（仅在图2中示出）中的至少一者。安装面可以与这些孔口连接以便与外部管道、传感器、线束等连接。如果需要，一个或多个提升特征部52（如前所述——见图3）可以与控制箱36的上缘连接。可以使用板78（参见图2）来封闭控制箱36的顶部。在图6-8中示出了一种可选的变速器壳体80。与图3-5的壳体30类似，图6-8的壳体80可以包括主要部分82、集油槽84和控制箱86，它们均由球墨铸铁铸造成为单一整体部件。然而，与图3-5的主要部分32不同，主要部分82可以不像主要部分32那样是圆柱形的。具体地，主要部分82的敞开的第一端88处可以是大致方形的并且逐渐过渡到敞开的第二端90处的大致圆柱形。这种几何形状可以适应不同样式的机器10之间变化的空间约束。此外，由较大的转接半径/倒圆构成的过渡区域92可以将控制箱86的后端与主要部分82的外表面连接。在所公开的实施方式中，该转接半径可以从主要部分82向上延伸到控制箱86的远端唇缘并且在该区域中提供改进的强度。壳体80可以包括与壳体30的许多特征类似的特征。特别地，壳体80可以包括第一凸缘94、第二凸缘96、第三凸缘98、加工定位特征部100、提升特征部102、一个或多个撞击保护特征部（未示出）、供应孔口106、一个或多个排放孔口108、稳定垫110、压力栓112、控制入口孔114、一个或多个控制出口孔116、诊断孔口118、内部回油管道122等等。然而，这些特征中的一些可以具有稍微不同的结构。例如，第一凸缘94的大致方形的下部可以起到壳体80的稳定垫的功能。加工定位特征部100可以位于主要部分82的底侧。提升特征部102可以包括两个位于第二端90附近的特征部102和一个位于控制箱86的远侧拐角的特征部102。回油管道122可以终止于第一凸缘94内。可以想到的是本领域技术人员将会获知这些特征的其它变型。工业实用性本发明的壳体具有在装备有变速器的任何移动式机器中的潜在应用。所公开的变速器壳体可以提供多种可用的特征。例如，所公开的壳体可以是铸造壳体，所以壳体的整体壁在形状或尺寸上不受限制。即所公开的壳体可以具有圆柱形表面、在圆柱形与棱柱形之间过渡的表面以及具有变化厚度的壁。这种可变性实现了轻重量，可以适于改变由不同的机器模型和应用强加的空间约束的强壳体。此外，所公开的壳体的铸造特性可以实现对机器遇到的垃圾和障碍物的增加的保护。例如，所公开的壳体可以包括整体的撞击保护特征部，比如仅在关键区域中增加的壁厚和/或在冲击下通过断裂减小壳体上的应力的牺牲特征部。对于本领域技术人员将会意识到的是在不脱离本发明的范围的前提下可以对本发明的变速器壳体做出各种修改和变型。从这里所公开的变速器壳体的说明书和实施方式的考虑中其它实施方式对于本领域技术人员来说将会是显而易见的。该说明书和示例意在被认为仅是示例性的，本发明的真实范围由如下的权利要求及其等效方式表示。