一种变速器壳体壁面上的开口结构的制作方法

本发明涉及一种变速器壳体壁面上的开口结构。

技术背景

变速器壳体主要起支撑作用，为保证内部传动件的工作性能，其应具有一定的强度和支撑刚度。变速器壳体上设有众多开口，如倒档惰轮孔、取力器孔、安装选换档操纵机构的开口等，这些开口一般为长方形直通孔，主要作用是使变速器满足一定的功能和安装、拆卸需要。为保证开口结构的密封性，开口结构上还需设置法兰盘以装配密封盖板、取力器等。由于开口结构极大地破坏了壳体壁面的完整性，所以壳体局部强度和刚度力学性能被大幅削弱。目前改善开口结构力学性能的方法主要有三种，一是通过增大法兰盘的厚度减小结构变形，提高结构刚度；二是通过增大长方形直通孔交界面的过渡圆角，降低局部结构的应力集中系数，提高结构强度；三是通过增厚法兰盘处的密封盖板、取力器壳体等，减小开口部位的变形，提高结构刚度和强度。实践表明，开口结构承受载荷较小时，上述三种方法对提高结构力学性能比较有效，并能够满足变速器产品设计要求，但他们共同特点都以牺牲变速器重量为代价。

随着变速器向多档位、小体积、大功率、轻量化方向发展，变速器的功率比逐渐变大，开口结构承受的载荷逐渐增大，致使开口结构处产生较大畸变变形，开口结构孔与壳体壁面交汇位置处出现较大应力。这种情况下，上述三种改善开口结构力学性能的方法则不能满足结构强度、刚度力学需要，即按常规方法设计的开口结构不能满足设计需要。为此需要找到一种更加有效的开口结构，其不仅有较好的结构强度和刚度，还能使变速器具有较低的重量。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种变速器壳体壁面上的开口结构，其不仅强度高，刚度大，而且还使变速器具有较低的重量。

为实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种变速器壳体壁面上的开口结构，其特征在于：将壳体壁面上的直通孔设计成阶梯型通孔；第一阶孔垂直于法兰盘表面，并从法兰盘表面延伸至壳体壁面外侧；第二阶孔与第一阶孔方向一致，其从壳体壁面外侧延伸至壳体壁面内侧；第二阶孔的尺寸小于第一阶孔，且二者相互连通。

所述法兰盘的表面为一平面，用于装配密封盖板，第一阶孔和第二阶孔沿法兰盘表面的法向投影均为一长方形。

所述第一阶孔的尺寸与第二阶孔的尺寸至少相差一个壳体壁厚。

所述第一阶孔的四个壁面交角处，以及第二阶孔的四个壁面交角处均设有过渡圆角。

所述第一阶孔与壳体壁面外侧相交的位置设有过渡圆角。

所述法兰盘上设有装配密封盖板的螺栓孔，螺栓孔要对称布置。

所述变速器壳体开口结构周围，设有连接法兰盘与壳体壁面的用于增加开口结构强度、刚度的加强筋，加强筋要对称布置。

本发明积极效果是1、阶梯型开口结构保留了开口孔内的部分壳体壁面，其有效增加了结构的局部抗弯截面模量和抗扭截面模量，提高了结构强度和刚度。2、阶梯型开口结构对开口部位的受力作了重新分配，即由孔与壳体壁面内侧交汇位置的四个角点单独承担较大载荷，增加了由孔内部壳体壁面与四个角点共同承担载荷，所以大大降低了开口结构的强度危险点受力程度。3、阶梯型开口结构的各个交界面均采用圆角过渡设计，其降低了结构危险点的应力集中系数。4、采用阶梯型开口结构后，法兰盘的高度和厚度均可降低，所以壳体重量可进一步优化。本发明可在壳体重量相对较轻、结构改变相对较小的情况下，使壳体具有更优的强度、刚度力学性能，从而可以有效地提高产品经济性和可靠性。

附图说明

图1为变速器壳体壁面上的开口结构示意图。

图2为变速器壳体壁面上的开口A-A剖面图。

图3为变速器壳体壁面上的开口B-B剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种变速器壳体壁面上的开口结构，其特征在于：壳体壁面上的开口结构为阶梯型孔，阶梯型孔由第一阶孔1和第二阶孔4组成；第一阶孔1垂直于法兰盘2的表面21，并从法兰盘表面21延伸至壳体壁面3的外侧31；第二阶孔4与第一阶孔1方向一致，其从壳体壁面3的外侧31延伸至壳体壁面3的内侧32；第二阶孔4的尺寸小于第一阶孔1，且二者相互连通。

法兰盘2的表面21为一平面，用于装配密封盖板，第一阶孔1和第二阶孔4沿法兰盘表面21的法向投影均为一长方形。

开口结构的第一阶孔1与第二阶孔4的尺寸至少相差一个壳体壁厚t。

第一阶孔1的4个壁面交角处，以及第二阶孔的4个壁面交角处均设有过渡圆角。

第一阶孔1与壳体壁面外侧交角处设有过渡圆角。

法兰盘2上设有装配密封盖板的螺栓孔5，螺栓孔要对称布置。

开口周围，设有连接法兰盘2与壳体壁面外侧31的用于增加开口结构强度、刚度的加强筋6,加强筋要对称布置。

阶梯型孔保留的孔内部部分壳体壁面3，增加了结构的局部抗弯截面模量和抗扭截面模量，对开口结构强度危险部位的受力做了重新分配，所以其有效降低了第一阶孔孔壁A22与孔壁24、孔壁B23与孔壁24、孔壁A22与孔壁C25、孔壁B23与孔壁C25交界面在壳体壁面外侧31处的应力，减小了惰轮孔变形，提高了壳体强度和刚度。

本发明提供的开口结构形式，完全适用于变速器壳体壁面上的各类开口结构，如惰轮孔、取力器孔、安装选换档操纵机构的开口结构等。新形式的壳体壁面开口结构可使壳体具有更优的重量和更佳的力学性能，从而提高产品的经济型和可靠性。