CN109996976B - 包覆模制可焊接环的差速器 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种差速器组件。差速器组件包括壳体、焊接环和环形齿轮。环形齿轮和壳体可以包括不同的材料。壳体可以被包覆模制到焊接环上。焊接环可以被焊接到环形齿轮，使得环形齿轮附接到壳体。

Description

包覆模制可焊接环的差速器

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年6月24日提交的名称为“DIFFERENTIAL OVERMOLDED WELDABLERING”的美国临时专利申请No.62/354,161的优先权，其通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本公开涉及差速器组件。具体而言，本公开涉及具有包覆模制环的差速器壳体，环形齿轮可以焊接到该包覆模制环以形成适于多种应用的差速器组件构造，包括但不限于用于汽车的差速器或焊接到轴的环形齿轮。

背景技术

差速器是车辆的动力传动系的一部分，其允许发动机向轮传送扭矩和旋转。当车辆转弯时，差速器允许外侧驱动轮以不同于内侧驱动轮的速率旋转。它包括齿轮或齿轮系，中被输入轴驱动以驱动连接到齿轮的输出轴。

推进器轴或驱动轴连接到小齿轮，并且小齿轮驱动差速器的环形齿轮。环形齿轮附接到差速器壳体或外壳，并且可以包括用于驱动其它齿轮或小齿轮的齿。传统上，螺栓连接环形齿轮与差速器壳体，以防止环形齿轮相对于差速器壳体的移动。在其它示例中，环形齿轮可以熔焊或钎焊到差速器壳体。

在一些汽车中，副轴在传动系统中传送动力或扭矩。这些轴可以包括栓接到副轴或与副轴铸造的带齿齿轮。轴上的负载和输入扭矩可能限制适于轴的材料类型。

熔焊或钎焊对可被使用的材料的数量和类型产生限制。在一些差速器中，差速器壳体和环形齿轮包括相同或相似的材料，比如铁。具有相同的材料可以允许环形齿轮和壳体焊接在一起。如果非相似材料被焊接在一起，则热膨胀系数失配或材料之间的其它差异可能导致开裂或其它不期望的结果。例如，铁的焊接可能留下脆性的微观结构成分和残余应力，这可能导致接头处开裂。在其它情况下，环形齿轮经由螺栓和其它紧固件附接到壳体，这增加了组件的重量和复杂性。进一步，这些方法需要附加的零件、材料、步骤等。

发明内容

以下提供本公开的概要以提供对一些方面的基本理解。该概要并不旨在识别关键或决定性要素或限定对实施例或权利要求的任何限制。更进一步，该概要可以提供对可以在本公开的其它部分中被更详细地描述的一些方面的简化概述。

传动系统可以包括环形齿轮和焊接环。环形齿轮和焊接环可以包括可焊接材料。焊接环可以以可能不适于焊接的铁质材料包覆模制。铁质材料可以是差速器壳体或轴。焊接环可以包括可与环形齿轮焊接的材料。这可以允许环和环形齿轮被焊接在一起。

差速器组件可以包括壳体、焊接环和环形齿轮。壳体可以包覆模制焊接环。焊接环可以与环形齿轮焊接。环形齿轮可以包括第一材料，并且壳体可以包括第二材料。

用于传动系统的轴可以包括轴本体、环形齿轮以及焊接环。焊接环可以以轴本体包覆模制。焊接环和轴可以被机加工到规格。环形齿轮可以焊接到焊接环。

一种制造传动系统部件的方法可以允许将铁质部件与焊接环联接并且将焊接环焊接到环形齿轮。该方法可以包括形成第一材料的铁质部件。铁质部件可以与由第二材料形成的焊接环接合。焊接环可以焊接到由第三材料形成的环形齿轮。

以下描述和附图公开了各种说明性方面。一些改进和新颖方面可以被明确地识别，而其它可以从描述和附图中显而易见。

附图说明

附图示出了各种系统、设备、装置和相关方法，其中相似的附图标记始终表示相似的零件，并且在附图中：

图1是根据本文公开的实施例的包括壳体、焊接环和环形齿轮的差速器组件的侧视剖视图；

图2示出了根据本文公开的实施例的图1的差速器组件的侧视透视图；

图3示出了根据本文公开的实施例的图1的差速器组件的另一侧视透视图；

图4是根据本文公开的实施例的包括具有联接到焊接环的紧固件的壳体的差速器组件的剖视图；

图5示出了根据本文公开的实施例的包括形成在内表面上的突出部的示例性焊接环；

图6示出了根据本文公开的实施例的包括形成在内表面上的切口的示例性焊接环；

图7示出了根据本文公开的实施例的包括形成在内表面上的圆形切口的示例性焊接环；

图8示出了根据本文公开的实施例的包括形成在内表面上的凹部的示例性焊接环；

图9示出了根据本文公开的实施例的包括形成在内表面上的突出部的另一示例性焊接环的透视图；

图10示出了根据本文公开的实施例的以焊接环和环形齿轮包覆模制的差速器壳体的分解视图；

图11示出了根据本文公开的实施例的具有轴向焊接部的差速器壳体的剖视图；

图12示出了根据本文公开的实施例的具有轴向焊接部的另一差速器壳体的剖视图；

图13示出了根据本文公开的实施例的具有径向焊接部的差速器壳体的剖视图；

图14示出了根据本文公开的实施例的具有焊接环和环形齿轮的轴组件的透视图；

图15示出了根据本文公开的实施例的图14的轴组件的环形齿轮、焊接环和轴本体的局部剖视图；

图16示出了根据本文公开的实施例的在铸造工艺之后或期间的图14的轴组件的剖视图；

图17示出了根据本文公开的实施例的在机加工工艺之后或期间的图14的轴组件的剖视图；

图18示出了根据本文公开的实施例的制造用于车辆的传动系统的部件的示例性方法；并且

图19示出了根据本文公开的实施例的制造包括机加工部件和焊接环的车辆的传动系统的部件的示例性方法。

具体实施方式

现在将参考示例性实施例，其示例在附图中示出。应该明白的是，可以采用其它实施例，并且可以进行结构和功能上的改变。此外，各个实施例的特征可以被组合或更改。因此，以下描述仅以说明的方式呈现，并且不应以任何方式限制可以对所示实施例进行的各种替换和修改。在本公开中，许多具体细节提供了对本主题公开的透彻理解。应该明白的是，本公开的各方面可以用不一定包括本文所描述的所有方面等的其它实施例来实践。

如本文中使用的，词语“示例”和“示例性”意指实例或例证。词语“示例”或“示例性”不指示关键或优选的方面或实施例。除非上下文另有说明，否则词语“或”旨在是包含性的而非排他性的。作为一个示例，表述“A采用B或C”包括任何包容性组合(例如，A采用B；A采用C；或A采用B和C)。作为另一方面，冠词“一”和“一个”通常旨在意指“一个或更多个”，除非上下文另有说明。

本文所描述的实施例可以涉及焊接或激光焊接。激光焊接可以包括采用激光或激光束来接合多个金属件。激光束传递集中的热量，这可能特别适用于高焊接速率和局部化的热应用。应指出的是，实施例可以采用其它焊接技术，比如电子束焊接、电弧焊接、激光混合焊接(例如，激光束焊接和电弧焊接的组合)等。

虽然实施例和示例描述了用于车辆的差速器或轴，但应指出的是，本文所描述的系统、设备和方法可以应用于各种应用，包括汽车、飞行器、个人运输系统(例如，机动踏板车)等。因此，出于解释和清楚的目的，对车辆的引用被用作示例性实施例。应指出的是，本教导可以不限于这种示例。

如本文所使用的车辆可以包括轮轴组件、发动机(例如，气体、电动等)、框架、变速器、驱动轴和从动/非从动轮。发动机通常产生输出或功率(例如，扭矩)。变速器可以改变由发动机产生的输出的速度和扭矩。变速器可以将扭矩传送到传动系统。传动系统可以包括驱动轮轴组件的驱动轴。在一个方面，传动系统可以包括如本文所述的差速器。轮轴组件驱动车辆的轮。

差速器通常包括外壳或壳体，以及多个齿轮、小齿轮等。齿轮和小齿轮可以被称为齿轮组。该齿轮组可以允许以不同的速度操作车辆的轮。例如，当车辆转弯时，第一或内轮(例如，转弯的内曲线处的轮)可以以比第二或外轮低的速度被驱动。与不包括差速器的车辆相比，这可以导致对车辆的增加的控制。

在一些系统(比如汽车系统)中，传动系统的部件(例如，推进器轴、副轴、差速器等)可能受到要求部件具有一定强度的力的影响。例如，汽车(例如，轿车、卡车、农场机车等)可能需要由铁质材料(例如，铁、铸铁、钢等)形成的部件。应指出的是，用于车辆的传动系统可能经受若干力并且可能受到约束(例如，成本、形状、重量、强度等)。进一步，由于传动系统包含移动或非静态部件，因此可能存在其它领域中不存在的独特挑战。通过各个所公开的方面解决了许多这些独特的挑战和问题。

在应用中，差速器的某些部件可能不需要具有钢的强度。不同的材料可用于不需要钢或者大部分部件不需要焊接性的应用。这可以允许减小差速器的重量、更有效的组装等。一个这种应用可以允许差速器外壳由球墨铸铁或韧性铁或非铁质材料(例如铝等)制成。差速器外壳或其它部件(比如副轴)可以被包覆模制到不同的材料上，比如适于焊接的低合金、低碳或普碳钢环。焊接友好或适于焊接的材料的示例包括低碳低合金钢、根据国际焊接学会等式具有小于0.40％的碳当量的钢等。虽然实施例可以参考钢，但是应指出的是，可以采用其它材料，比如铝、镁、铜、铅、镍、锡、钛、锌、合金等。这种材料可以不具有与铁质材料相同的强度，但是可以是更轻重量的、更便宜的和/或对于某些应用绰绰有余的。

铸入环或插入件可以允许将齿轮焊接到轴或差速器组件。例如，适于焊接的铁质材料环可以被铸入不适于焊接的铸造材料。环形齿轮然后可以焊接到铸入环。因此，环形齿轮被焊接到焊接友好的材料。这可以允许减少(例如，消除)与将高珠光体球墨材料焊接到钢零件相关联的开裂。在另一方面，这可以减少(例如，消除)使用预热系统或方法来焊接球墨材料与钢零件或其它零件的需求。

例如，将球墨铸铁或韧性铁零件激光焊接到钢零件可能导致球墨零件开裂。来自激光焊接的球墨铸铁零件的热影响区可能包含脆性微观结构成分。这可能导致源自残余应力、高冷却速率等的开裂。在某些情况下，可以预热零件以进行焊接。用于预热的技术可能是昂贵且耗时的。本公开可以解决这些以及其它问题。

作为示例，随着消费者变得更有意识到节省燃料的汽车，车辆重量变得更加重要。此外，与较重的传统车辆相比，重量较轻的车辆可以在传动系统上施加减少量的应力。由于这些和其它原因，传动系统的部件可以由比常规系统更轻的材料制成，所公开的设备和方法可以减少生产步骤，成本和/或减少差速器的部件数量。

在至少一个实施例中，差速器壳体可以包括铸造在焊接环的一部分内和/或周围的可铸造金属。在其它实施例中，焊接环可以包括在差速器壳体的一部分内或周围的可铸造金属。壳体和焊接环可以包括不同的材料。例如，壳体可以包括铁(例如，球墨铸铁)，并且焊接环可以包括钢(例如，低合金钢、低碳钢等)。环形齿轮可以焊接到焊接环，比如经由激光焊接。应指出的是，环形齿轮可以被焊接为使得焊接接头仅在焊接环与环形齿轮之间。

环形齿轮可以包括钢或具有用于驱动小齿轮和/或车轮轮轴的期望强度的另一金属。环形齿轮可以形成为基本上圆形的环。应指出的是，在铸造或焊接工艺期间，环形齿轮可以具有或可以不具有形成于其上的齿。例如，如果在焊接之前形成齿，则它们可能在焊接工艺期间被损坏或变形。因此，可以在焊接之后形成齿。当在焊接之后形成时，齿可以随后被硬化，比如通过感应硬化工艺。应指出的是，齿可以在焊接之前形成，并且可以由保护构件保护或以其它方式被保护。

现在转向附图，图1-3示出了示例性差速器组件100。差速器组件100可以主要包括壳体110、焊接环130以及环形齿轮150。应指出的是，差速器组件100可以包括其它部件，比如小齿轮(未示出)、齿轮(未示出)、机加工的孔眼等。在另一方面，虽然被示为包括斜切环形齿轮150，但是环形齿轮可以包括螺旋环形齿轮(参见例如图10)。

壳体110可以包括本体116和凸缘112。本体116可以可操作地容纳一个或更多个齿轮、小齿轮等。凸缘112可以从本体116延伸。在一个方面，凸缘112可以大体上是圆形的、圆柱形的、或类似者。本体116和凸缘112可以一体地形成，和/或可以单独形成并接合在一起。根据至少一个实施例，本体116和凸缘112可以由第一材料形成或包括第一材料，比如球墨材料。在一个方面，球墨材料可以是铁质材料，比如铁和/或铁合金。应指出的是，第一材料可以包括与构成焊接环130和/或环形齿轮150的材料不同的材料，如本文中更详细描述的。例如，壳体110可以包括可以被铸造成期望形状的球墨铸铁，并且焊接环130和环形齿轮150可以包括钢。应指出的是，在铸造、焊接等之后，某些几何方面可以被机加工到壳体110、焊接环130和/或环形齿轮150中。

焊接环130可以包括大体上环形的本体132。本体132可以铸造在壳体110中或壳体110周围。在一示例中，本体132可以被形成，并且壳体110可以被包覆模制在本体132内。应指出的是，铸造或包覆模制的顺序可以取决于所采用的材料的类型、制造工艺或其它设计因素。为了简洁起见，实施例总体上参考围绕壳体110铸造的本体132。在一个方面，突出部134可以从本体132延伸并且进入壳体110的凸缘112的通孔或凹槽114中。凹槽114和突出部134可以提供接头，其补偿可能影响焊接环130的力(例如，扭矩等)。例如，差速器组件100可以在车辆的操作期间经受各种力。凹槽114和突出部134可以提供大体上防止或减小壳体110与焊接环130之间的滑移的可能性的锁定机构或锚定件。虽然差速器组件100被示出为具有凹槽114和突出部134，但应指出的是，其它几何构型或特征可以被采用用于接头。

转向图5-9，存在焊接环500、焊接环600、焊接环700、焊接环800以及焊接环900。应指出的是，焊接环500-900的相同命名的部件可以包括类似的方面，除非上下文另有说明或确保术语之间的特定区别。例如，焊接环500-900可以包括相似或相同的材料。

如所示，焊接环500-900可以包括出平面(out-of-plane)或三维特征。这种特征包括几何模式或构型(formation)，其允许铸入材料流动进入、绕过、穿过或要不然围绕所述构型。例如，这些特征防止突出部与凹槽的接头共面。

图5示出了焊接环500，其包括从设置接近内表面518的内环536延伸的多个突出部或节点524。节点524可以被切口532分离。当壳体或轴被铸造时，它可以填充切口532并与节点524互锁。

图6示出了焊接环600，其包括设置在内环636内的多个切口624。内环可以从焊接环600的内表面618延伸。当铸造壳体时，它可以填充切口624以与焊接环600互锁。切口624可以包括任何期望的形状，比如多边形、矩形、椭圆形、不规则形状等。例如，图7示出了包括多个大体上圆形的切口724的焊接环700。在各个实施例中，切口624、724可以延伸完全穿过环(例如，孔洞、通道、孔口等)，或仅部分地穿过环(例如，凹坑、凹部等)。

图8示出了焊接环800，其可以包括形成在内环836中的凹部824和832。在一个方面，凹部824和832可以交替内环836的侧面。凹部824和832可以包括任何期望的形状，比如多边形、矩形、椭圆形、不规则形状等。当环绕凹部824和832铸造材料时，该材料可以填充凹部824和832。这可以允许壳体被铸造到焊接环800中并且可锁定地固定于此。

图9示出了焊接环900，其可以包括形成在内环936中的凹口或突出部924。凹口924可以包括任何期望的形状，比如多边形、矩形、椭圆形、不规则形状等。当环绕突出部924铸造材料时，材料可以填充或环绕突出部924。这可以允许壳体被铸造到焊接环800中并且可锁定地固定于此。

这里以及其它地方描述的构型可以允许扭矩从环形齿轮传递到另一个可操作部件(例如，轴、差速器壳体等)。例如，差速器壳体或轴可以被包覆模制有焊接环。焊接环的特征可以允许壳体或轴的材料流动进入或围绕特征。这可以在壳体或轴的旋转期间防止滑移。在另一方面，出平面特征在铸造材料冷却时的收缩期间促进结合并抵抗材料的分离。焊接环的特征可以防止或减少材料与焊接环之间的分离。回到图1，焊接环130可以包括第二材料，其可以是与壳体110的材料不同的材料。例如，焊接环130可以包括钢材料，比如低碳钢(例如，普通碳钢)等。应指出的是，焊接环130可以包括其它材料，其可以被选择用于期望的应用。第二材料可以被选择成使得它可以可操作地焊接到环形齿轮150。

根据至少一个实施例，环形齿轮150可以包括本体152，其包括第三材料，其可以不同于壳体110的材料(例如，第一材料)。在另一方面，第三材料可以是与焊接环130的材料(例如，第二材料)相同或不同的材料。例如，环形齿轮150可以包括钢，比如锻钢或其它钢，其可以适于环形齿轮150在车辆的操作期间所暴露至的力。焊接环130也可以包括钢，其可以是与环形齿轮150的钢相同或不同类型的钢。例如，焊接环130可能不会经受与环形齿轮150相同的力，这可以允许使用较弱的钢(例如，低碳钢)。如本文所述，壳体110可以包括铁，比如较高珠光体含量的球墨铸铁等。因此，焊接环130可以提供表面，对其可以焊接环形齿轮150，而不需要预热和/或没有与钢和铁材料之间的热失配相关联的许多问题。

在一个或更多个实施例中，环形齿轮150可以包括凸缘154或其它连接部分，其可以被接合到焊接环130的凸缘136。接合可以包括在焊接接头102处焊接凸缘136和凸缘154。焊接接头102可以包括接合焊接环130的凸缘136的焊接部104。应指出的是，焊接接头102可以包括膨胀区域106，其可以包括在焊接环130与环形齿轮150之间形成的腔体。

应进一步指出的是，环形齿轮150可以被形成或预先制造为没有齿。这可以防止在焊接期间对链齿或齿的损坏。因此，在组装壳体110、焊接环130和环形齿轮150之后，齿(未示出)可以形成在环形齿轮150的表面156上。例如，齿可以包括形成在表面156中的弯曲凹槽。这些齿可以与可以驱动车辆的轮轴的小齿轮或齿轮相互作用。根据至少一个实施例，齿可以在将环形齿轮150附接到焊接环130之前预先形成在环形齿轮150中。

在一个方面，齿可以包括输入构件，其可以可操作地接收来自发动机的扭矩，比如经由小齿轮、驱动轴等。环形齿轮150可以经由焊接接头102传输扭矩。焊接接头102可以将扭矩传送到焊接环130和壳体110。壳体110可以旋转并且可以将扭矩传送到一个或更多个齿轮(例如，侧齿轮、星形齿轮等)。应指出的是，焊接接头102、焊接环、壳体和/或齿轮可以被视为用于环形齿轮150的输出构件。

齿可以在它们被形成或机加工之后被硬化。在一个方面，环形齿轮150和焊接环130可能经受热膨胀系数失配。由于这种失配，一些硬化技术将削弱和/或损坏焊接接头102。因此，可以采用局部硬化技术来硬化齿。例如，感应硬化可以通过局部热处理来瞄准齿。这将使加热或硬化工艺局部化，使得焊接环130和/或焊接接头102保持其完整性和期望特性。

应指出的是，各种材料可以采用于壳体110、焊接环130和/或环形齿轮150。这些部件可以包括不同的材料，使得焊接环130和环形齿轮150可以焊接在一起，并且其中环形齿轮150和壳体110在不首先对部件进行热处理或应用其它技术的情况下通常不可焊接在一起。

在另一方面，焊接环130和壳体110可以采用除了包覆模制之外的各种技术接合在一起。例如，焊接环130可以经由一个或更多个紧固件(例如，螺钉、螺栓、铆钉等)紧固到壳体110。应进一步指出的是，可以组合各个所公开的方面。在一示例中，焊接环130可以铸入壳体110并且经由紧固件紧固到壳体110。

转到图4，存在差速器组件200，其包括环形齿轮250和经由至少一个紧固件206联接到焊接环230的壳体210。应指出的是，差速器组件200可以包括与参照差速器组件100描述的那些相同、相似或不同的方面。例如，用于壳体210、焊接环230和环形齿轮250的材料可以分别是用于壳体110、焊接环130和环形齿轮150的相同材料。

如图所示，焊接环230可以包括本体232和凸缘234。凸缘234可以由形成在壳体210的凸缘212中的凹槽214接收。在一个方面，焊接环230可以铸入壳体210。可以穿过凸缘234和凸缘212形成孔眼，使得紧固件206可以穿过其中插入。应指出的是，紧固件可以包括螺栓、螺钉等。在插入之后，紧固件206可以经由螺母或其它螺纹构件固定到壳体210和/或焊接环230。

在一个方面，紧固件206可以包括锚定点或类似者，其可以防止焊接环230与壳体210之间的滑移。例如，环形齿轮250可以经受各种力。扭矩可以导致环形齿轮250拉动焊接环230。紧固件206可以提供锚定件或类似者，其可以防止或减小焊接环230与壳体210分离的能力。此外，应指出的是，差速器组件200可以包括任何数量的紧固件。在至少一个方面，本文所描述的出平面构型可以包括紧固件，并且可以防止或减少焊接环230与壳体210之间的分离。

转到图10，存在差速器组件1000。差速器组件100可以主要包括壳体1010、焊接环1030和环形齿轮1050。虽然示出为螺旋型齿轮，但应指出的是，环形齿轮1050可以包括如本文所述的各种其它类型的齿轮。此外，差速器组件1000可以包括参照其它所公开的附图描述的类似的方面。例如，壳体1010可以包括不适于焊接的铁质材料(例如，韧性铁、灰铸铁、紧密石墨铸铁等)，而焊接环1030和环形齿轮1050可以包括适于焊接的钢或其它材料。

在一个实施例中，焊接环1030可以被形成，并且壳体1010可以被铸造到焊接环1030中。应指出的是，焊接环1030可以在铸造壳体1010之后被机加工。例如，焊接环1030可以包括钢环。在铸造之前，焊接环1030可以包括或可以不包括形成在外表面1034上的特征1032。特征1032可以包括脊部、螺纹、凸片等。在一个方面，特征1032可以在壳体1010的包覆模制之前或之后被机加工。当在包覆模制工艺之后被机加工时，特征1032在工艺期间不存在损坏的风险。

环形齿轮1050可以包括设置在环形齿轮1050的内表面1056上的几何特征1052(例如，突出部、唇部、凸片等)。环形齿轮1050可以压配合、摩擦配合或以其它方式放置在焊接环1030周围。几何特征1052中的一个或更多个可以与焊接环1030的特征1032对接。在一个方面，环形齿轮1050的几何特征1052可以包括一个或更多个唇部。唇部可以包括不同的参数。例如，唇部可以从内表面1056延伸不同的长度。如这里以及本公开中的其它地方所描述的，长度可以允许焊接环1030的操作对准。

应指出的是，环形齿轮的内表面1056和焊接环的外表面1034可以包括附加的或不同的几何特征，其可以大体上提供用于固定或对准内表面1056和外表面1034的机构。例如，内表面1056和外表面1034可以包括花键、沟槽、螺纹、锥形表面、通道等。如本文所述，环形齿轮1050和焊接环1030可以焊接在一起，以将焊接环1030固定到环形齿轮1050。

图11-13是差速器组件1100、差速器组件1150和差速器组件1180的局部剖视图，并且提供了在焊接环与环形齿轮之间进行轴向和径向焊接的示例。应指出的是，差速器组件1100、1150和1180中的每个可以包括第一侧齿轮1170、第二侧齿轮1172、一个或更多个小齿轮或星形齿轮1174以及壳体1176。应指出的是，上面列出的部件可以可操作地接收来自与环形齿轮相互作用的驱动轴(未示出)的输入(例如，动力或扭矩)。环形齿轮可以旋转壳体1176，其可以经由插销1178将动力可操作地传递到一个或更多个星形齿轮1174。星形齿轮1174可以将动力可操作地传递到第一侧齿轮1170和第二侧齿轮1172。第一侧齿轮1170可以经由第一半轴联接到第一轮。第二侧齿轮1172可以联接到第二半轴，其可以进而联接到第二轮。

实施例可以采用各种构造或焊接技术。例如，差速器组件1100和差速器组件1150示出了轴向焊接组件。差速器组件1180示出了径向焊接实施例。应指出的是，可以采用其它焊接技术。

如本文中所描述的，实施例可以包括具有各种参数的焊接环和环形齿轮。差速器组件1100可以包括焊接环1110和环形齿轮1120。焊接环1110可以包括内表面构型1112，其可以允许壳体1176环绕构型1112形成。在另一方面，焊接环1110可以包括外表面构型1114，其可以包括一个或更多个突出部、脊部或类似者。应指出的是，外表面构型1114的角部可以是方形的、锥形的、倒角的、倒圆的、或类似者。外表面构型1114可以与环形齿轮1120的构型1124对接。应指出的是，构型1124可以包括一个或更多个突出部、脊部或类似者，具有可以是方形的、锥形的、倒角的、倒圆的或类似者的角部。在一个方面，外表面构型1114可以焊接到构型1124，使得环形齿轮1120和焊接环1110大体上固定在一起。如本文所述，焊接可以形成焊接接头1102。应指出的是，接头可以包括一个或更多个膨胀区域1106。

图12示出了差速器组件1150，包括焊接环1152和环形齿轮1160，其可以包括与差速器组件1100的焊接环1110和环形齿轮1120相似的方面。焊接环1152可以包括第一凸缘1154和第二凸缘1156。第一凸缘1154可以远离壳体1176大体上延伸第一距离，并且第二凸缘1156可以从壳体1176延伸第二距离。第一距离可以大体上小于第二距离。

同样，环形齿轮1160可以包括第一凸缘1162和第二凸缘1164。第一凸缘1162可以大体上比第二凸缘1164延伸更靠近壳体1176。因此，环形齿轮1160可以与焊接环1152接合，使得环形齿轮1160的第一凸缘1162抵接焊接环1152的第一凸缘1154。这可以增加表面接触，防止或减少滑移，或以其它方式允许差速器组件1150的更有效构造。

图13示出了包括焊接环1182和环形齿轮1190的差速器组件1180。在一个方面，用于焊接环1182和环形齿轮1190的接触面积可以大体上大于差速器组件1100和差速器组件1150的接触面积。焊接环1182可以包括L形形状。本体1184可以延伸大体上平行于壳体1176。本体1184可以向上转弯或弯曲到凸缘1186。本体1184和凸缘1186可以分别接触环形齿轮1190的内表面1192和突出部1194。

图14和15是根据各个所公开的方面的用于传动系统的轴组件1400。轴组件1400可以大体上包括副轴或轴1410、焊接环1430和环形齿轮1450。应指出的是，轴组件1400可以是传动系统的部件，比如动力传输单元、分动箱、变速器等中的部件。应指出的是，轴组件1400可以被可操作地部署在传动系统、后轮驱动汽车、全轮驱动汽车等的其它部分中。出于说明和简洁的目的，实施例可以参考前轮驱动汽车。

在至少一个示例中，轴1410可以是用于具有断开动力传输单元的前轮驱动车辆的轴。例如，致动器可以可操作地定位(例如，滑动或以其它方式移动)轴1410，使得环形齿轮1450相对于小齿轮或其它齿轮可操作地改变连接状态(例如，连接或断开)。以这种方式，环形齿轮1450可以从小齿轮断开，以防止或终止向后轮的动力传输。类似地，环形齿轮1450可以连接到小齿轮，以发送或允许动力传输到后轮。

应指出的是，环形齿轮1450可以大体上包括不能与轴1410的材料焊接的材料。例如，环形齿轮1450可以包括钢材料，并且轴1430可以包括韧性铁。应指出的是，根据各个所公开的方面，环形齿轮1450和轴1410可以包括其它材料。

根据一个实施例，轴1410可以包括安装构件1412。安装构件1412可以包括用于接收环形齿轮1450的座或凸缘。例如，安装构件1412的凸缘1414可以从轴1410向外突出。凸缘1414可以包括焊接环1430，其可以由凸缘1414包覆模制。焊接环1430可以包括可以与环形齿轮1450可操作地焊接的材料。应指出的是，焊接环1430可以包括如本文所描述的各种材料(例如，钢等)。

转向图16-17，参照图14-15，示出了轴1410在制造的各个阶段的剖视图。阶段1600示出了铸造材料1602(例如，铸造韧性铁)，其被包覆模制可焊接材料1604。铸造材料1602和可焊接材料1604可以被机加工下到更精确的度量和尺寸，如阶段1700中所示。然而，在阶段1600，铸造材料1602和可焊接材料1604可以包括粗糙尺寸和未形成的表面特征。在一个方面，可以在铸造之后对特征进行机加工。这可以防止铸造工艺期间的损坏。

在阶段1700，如阴影区域中所示，可焊接材料1604可以包括废料区域1708和焊接环区域1706。废料区域1708可以大体上表示在机加工工艺期间被移除的材料。焊接环区域1706可以大体上表示将被保持以形成轴1410的焊接环1430的材料。

虽然实施例可以将焊接环称为环，但应指出的是，在其它实施例中，焊接环可以不是环。例如，焊接环可以包括迥然不同的材料片或材料部分。在一示例中，焊接环可以包括彼此不物理地连接的两个更多个材料部分。在另一方面，焊接环在形状上可以不是圆形的或椭圆形的。同样，焊接环可以包括一个或更多个环。

鉴于本文描述的主题，参考图18和19的流程图可以更好地理解可以与各个实施例相关的方法。虽然方法被示出并描述为一系列框，但应指出的是，相关方法或工艺不受框的顺序的限制，除非上下文另有说明或保证特定顺序。应进一步指出的是，一些框和相应动作可以与其它框按不同顺序或同时发生。此外，可以采用不同的框或动作来实现下文所描述的方法。各个动作可以由使用者、机械机器、自动组装机器(例如，包括一个或更多个处理器或计算装置)等中的一个或更多个完成。

图18是制造如本文所述的传动系统的部件的示例性方法1800的流程图。方法1800可以被采用来形成传动系统的部件，该传动系统具有与该部件不同的材料的环形齿轮。例如，差速器可以包括铁壳体和钢环形齿轮。

在1802处，制造商可以用传动系统的部件(例如，差速器壳体、轴或类似者)铸入或包覆模制焊接环(例如，130、230等)。例如，焊接环可以定位在模腔或模具中，比如用于传动系统统部件的模具。应指出的是，定位焊接环可以包括其它或附加步骤，比如涂覆模具(例如，用润滑剂、脱模剂等)、涂覆焊接环等。

在1804处，制造商可以焊接焊接环与环形齿轮(例如，环形齿轮150、250等)。焊接可以包括激光焊接等。应指出的是，该环形齿轮可以包括钢材料，其可以或可以不经受硬化工艺。在一个方面，环形齿轮可以被预先制造，然后被提供给可以铸造材料的另一方。在一个方面，环形齿轮可以包括钢，比如锻钢。

图19是制造如本文所述的传动系统的部件的示例性方法1900的流程图。如本文所述，部件可以包括差速器的壳体、轴等。

在1902处，制造商可以用传动系统的部件(例如，差速器壳体、轴或类似者)铸入或包覆模制焊接环(例如，130、230等)。应指出的是，制造商可以以额外的材料形成焊接环，使得它可以在后面的步骤中被机加工。在另一方面，部件可以以额外的材料形成，使得它可以在后面的步骤中被机加工。例如，焊接环可以定位在模腔或模具中，比如用于传动系统统的部件的模具。应指出的是，定位焊接环可以包括其它或附加步骤，比如涂覆模腔、涂覆焊接环等。

在1904处，制造商可以机加工焊接环和传动系统的部件。机加工可以包括将焊接环和传动系统切割或以其它方式形成到期望的规格。例如，部件可以被机加工成包括用于侧齿轮、星形齿轮等的孔眼。

在1906处，制造商可以焊接焊接环与环形齿轮(例如，环形齿轮150、250等)。焊接可以包括激光焊接等。应指出的是，该环形齿轮可以包括钢材料，其可以或可以不经受硬化工艺。在一个方面，环形齿轮可以被预先制造，然后被提供给可以铸造材料的另一方。在一个方面，环形齿轮可以包括钢，比如锻钢。

以上所描述的内容包括本说明书的示例。当然，不可能描述每个可想到的部件或操作方法的组合以用于描述本说明书的目的，但是本领域的技术人员可以意识到本说明书的许多进一步组合和置换是可能的。上文所描述的部件中的每个可以按任何排列组合或添加到一起以限定本文中所公开的实施例。相应地，本说明书旨在包含落于所附权利要求书的精神和范围内的所有这种变化、修改和变型。更进一步，就在说明书或权利要求书中使用术语“包含”而言，这种术语旨在是包容性的，方式类似于术语“包括”，如“包括”当在权利要求中作为过渡词语被采用时所解释的那样。

Claims (19)

1.一种差速器组件，包括：

壳体，其包括第一材料；

焊接环，其接合到所述壳体，并且包括不同于所述第一材料的第二材料；以及

环形齿轮，其联接到所述焊接环，其中所述环形齿轮可操作地接收来自发动机的扭矩；并且

其中，所述壳体可操作地传送扭矩到一个或更多个轮，并且

其中，所述壳体包覆模制到所述焊接环上。

2.根据权利要求1所述的差速器组件，其中，所述环形齿轮包括第三材料，其中所述第三材料是与所述第一材料不同的材料。

3.根据权利要求2所述的差速器组件，其中，所述第三材料不同于所述第二材料。

4.根据权利要求2所述的差速器组件，其中，所述第三材料包括钢，并且所述第一材料包括韧性铁。

5.根据权利要求1所述的差速器组件，其中，所述第二材料包括钢，并且所述第一材料包括韧性铁。

6.根据权利要求1所述的差速器组件，进一步包括：联接所述焊接环与所述环形齿轮的焊接接头。

7.根据权利要求6所述的差速器组件，其中，所述焊接接头包括至少一个膨胀区域。

8.根据权利要求1所述的差速器组件，其中，所述环形齿轮可操作地联接到驱动轴，并且相对于所述驱动轴可操作地旋转。

9.一种用于向传动系统的部件提供扭矩的传动系统的轴，所述轴包括：

焊接环，其包括适于焊接的第一材料；

轴本体，其包括包覆模制到所述焊接环上的第二材料，其中所述轴本体向轮可操作地提供扭矩；

环形齿轮，其焊接到所述焊接环，其中所述环形齿轮可操作地接收来自发动机的扭矩。

10.根据权利要求9所述的轴，其中，所述第一材料是钢，并且所述第二材料是韧性铁，并且其中，所述轴本体被铸造在所述焊接环上。

11.根据权利要求9所述的轴，其中，所述轴是差速器壳体。

12.根据权利要求9所述的轴，其中，所述焊接环包括内表面，所述内表面包括至少一个出平面构型。

13.根据权利要求12所述的轴，其中，所述至少一个出平面构型接合地固定所述焊接环与所述轴本体。

14.一种制造用于车辆的传动系统的部件的方法，包括：

在环形齿轮中形成齿，其中所述齿被构造为可操作地接收来自所述传动系统的另一部件的扭矩；

以不适于焊接的第二材料包覆模制由适于焊接的第一材料形成的焊接环；

将环形齿轮焊接到所述焊接环。

15.如权利要求14所述的方法，其中，焊接包括将所述焊接环激光焊接到所述环形齿轮。

16.如权利要求14所述的方法，其中，焊接包括以下方法中的至少一个：将所述环形齿轮轴向地或径向地焊接到所述焊接环。

17.如权利要求14所述的方法，进一步包括：在包覆模制之后并且在焊接之前机加工所述焊接环和所述第二材料。

18.如权利要求14所述的方法，进一步包括：在包覆模制之前机加工所述焊接环。

19.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：硬化所述环形齿轮的齿。

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