反向旋转实现倒档功能的无级变速机构、从动机构及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车辆传动相关技术领域，具体地说是涉及一种反向旋转实现倒档功能的无级变速机构、从动机构及车辆。


背景技术：

2.随着电池及电动控制技术快速发展，电动汽车技术日趋成熟，机动车电动比率进一步增大，电动车行业进入高速发展时期。电动车cvt化也越来越多的被提及和考虑。传统燃油车辆使用的液压控制式无级变速装置能够很好的解决上述问题，但是结构复杂，不易控制且成本高昂。传统的橡胶带式无级变速机构能实现随主动轮转速变化增加夹紧力的功能，且控制简单，但是无法实现主动轮倒挡输入。


技术实现要素：

3.针对现有技术之不足，本实用新型的一个方面公开了一种输入反向旋转实现倒档功能的从动机构。
4.所述输入反向旋转实现倒档功能的从动机构可以包括从动轮轴、第一从动圆锥盘、第二从动圆锥盘、扭矩输出件和弹性件。
5.其中，第一从动圆锥盘固定设置在所述从动轮轴上；第二从动圆锥盘包括同轴设置的套筒部和圆锥盘本体部；所述套筒部通过第一限位结构以只能沿轴向移动的方式设置在所述从动轮轴上；所述圆锥盘本体部和所述第一从动圆锥盘的锥面端相对布置，使得所述圆锥盘本体部和所述第一从动圆锥盘的锥面端之间形成从动轮轮槽；并且，在所述套筒部的外壁上对称设置有两个滚轮；扭矩输出件包括扭矩输出齿轮部和筒体部；所述扭矩输出齿轮部固定在所述从动轮轴上；在所述扭矩输出齿轮部的外壁上设置有扭矩输出齿轮；在所述筒体部的筒壁上以中心对称的方式设置有两个滑槽；所述筒体部套设在所述套筒部外，且两个所述滚轮分别可移动地设置在两个所述滑槽中；并且，所述滑槽包括倾斜段和直线中止段；所述直线中止段位于靠近所述圆锥盘本体部的一端；弹性件设置在所述扭矩输出齿轮部与所述圆锥盘本体部之间。
6.根据本实用新型的一个优选实施方式，所述第一限位结构包括沿轴向设置在所述套筒部内壁上的第一凹槽、沿轴向设置在所述从动轮轴外壁上的第二凹槽和多个滚珠；在安装状态下，所述第一凹槽与所述第二凹槽对齐形成轴向限位槽，多个所述滚珠设置在所述轴向限位槽内，形成所述第一限位结构。
7.根据本实用新型的一个优选实施方式，所述第一从动圆锥盘和所述从动轮轴为一体结构。
8.根据本实用新型的一个优选实施方式，所述弹性件为弹簧。
9.本实用新型的另一个方面公开了一种反向旋转实现倒档功能的无级变速机构。
10.所述反向旋转实现倒档功能的无级变速机构包括驱动机构和如上任意一项所述的输入反向旋转实现倒档功能的从动机构；所述驱动机构与所述输入反向旋转实现倒档功
能的从动机构之间通过传动带相连接。
11.本实用新型的再一个方面公开了一种车辆。
12.所述车辆包括如上任意一项所述的输入反向旋转实现倒档功能的从动机构或者如上所述的反向旋转实现倒档功能的无级变速机构。
13.与现有技术相比，本实用新型实施例的反向旋转实现倒档功能的无级变速机构、从动机构及车辆具有如下有益效果：
14.本实用新型实施例的输入反向旋转实现倒档功能的从动机构整体结构简单、工作可靠、成本低廉；能够在整车倒挡的时候，通过电机反向旋转带动驱动机构的主动轮机构的反转并传递扭矩，实现输出轴(从动轮轴1)的反向旋转，从而没有必要再在输出轴端增加额外的倒挡机构，进而实现了车辆结构的简化。
15.本实用新型的一部分附加特性可以在下面的描述中进行说明。通过对以下描述和相应附图的检查或者对实施例的生产或操作的了解，本实用新型的一部分附加特性对于本领域技术人员是明显的。本实用新型披露的特性可以通过对以下描述的具体实施例的各种方法、手段和组合的实践或使用得以实现和达到。
附图说明
16.在此所述的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限定。在各图中，相同标号表示相同部件。其中，
17.图1是根据本实用新型的一些实施例所示的输入反向旋转实现倒档功能的从动机构的结构示意图；
18.图2是根据本实用新型的一些实施例所示的输入反向旋转实现倒档功能的从动机构的剖视结构示意图；
19.图3是根据本实用新型的一些实施例所示的输入反向旋转实现倒档功能的从动机构中第二从动圆锥盘的结构示意图；
20.图4是根据本实用新型的一些实施例所示的输入反向旋转实现倒档功能的从动机构中扭矩输出件的结构示意图；
21.图5是根据本实用新型的一些实施例所示的反向旋转实现倒档功能的无级变速机构的结构示意图。
具体实施方式
22.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
23.需要说明的是，如果本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中涉及到术语“第一”、“第二”等，其是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此
外，如果涉及到术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
24.在本实用新型中，如果涉及到术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等，其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
25.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。
26.此外，在本实用新型中，如果涉及到术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”等应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
28.实施例1
29.本实施例的公开了一种输入反向旋转实现倒档功能的从动机构。
30.如图1、图2所示，该输入反向旋转实现倒档功能的从动机构可以包括从动轮轴1、第一从动圆锥盘2、第二从动圆锥盘3、扭矩输出件7以及弹性件8。
31.其中，第一从动圆锥盘2固定设置在从动轮轴1上。示例性的，如图2所示，第一从动圆锥盘2和从动轮轴1为一体结构，从而使得第一从动圆锥盘2固定设置在从动轮轴1上。
32.其中，如图2、图3所示，第二从动圆锥盘3可以包括同轴设置的套筒部31和圆锥盘本体部32。
33.套筒部31通过第一限位结构以只能沿轴向移动的方式设置在从动轮轴1上。
34.示例性的，如图2、图3所示，第一限位结构可以包括沿轴向设置在套筒部31内壁上的第一凹槽41、沿轴向设置在从动轮轴1外壁上的第二凹槽42和多个滚珠43。在安装状态下，第一凹槽41与第二凹槽42对齐形成轴向限位槽，多个滚珠43设置在轴向限位槽内，形成第一限位结构。
35.通过在套筒部31的内壁与从动轮轴1的外壁之间设置轴向限位槽并在限位槽内设置多个滚珠43，一方面可以限制套筒部31与从动轮轴1之间的相对转动，使得套筒部31只能在从动轮轴1上沿轴向移动，进而使得第二从动圆锥盘3只能沿轴向在从动轮轴1上移动；另一方面可以减小第二从动圆锥盘3和从动轮轴1之间轴向移动的摩擦力。
36.圆锥盘本体部32和第一从动圆锥盘2的锥面端相对布置，使得圆锥盘本体部32和第一从动圆锥盘2的锥面端之间形成从动轮轮槽5。并且，在套筒部31的外壁上对称设置有两个滚轮61。
37.其中，如图2、图4所示，扭矩输出件7可以包括扭矩输出齿轮部71和筒体部72。扭矩
输出齿轮部71固定在从动轮轴1上。在扭矩输出齿轮部71的外壁上设置有扭矩输出齿轮73。在筒体部72的筒壁上以中心对称的方式设置有两个滑槽74。筒体部72套设在套筒部31外，且两个滚轮61分别可移动地设置在两个滑槽74中。并且，滑槽74包括倾斜段741和直线中止段742。直线中止段742位于靠近圆锥盘本体部32的一端。
38.其中，弹性件8设置在扭矩输出齿轮部71与圆锥盘本体部32之间。示例性的，弹性件8可以采用弹簧。
39.传统的橡胶带式无级变速机构能实现随主动轮转速变化增加夹紧力的功能，且控制简单，但是无法实现主动轮倒挡输入。
40.而本实施例的输入反向旋转实现倒档功能的从动机构通过设置该直线中止段742可以使得实现无级变速功能的同时，通过简单结构就可以满足驱动轴反方向旋转也能实现扭矩传递，从而满足了电动汽车直接电动机反向旋转实现倒档的结构性需求，使得在整车倒挡的时候，通过电机反向旋转带动第一主动圆锥盘105、第二主动圆锥盘107组成的主动盘的反转并传递扭矩，实现输出轴的反向旋转，从而没有必要再在输出轴端增加额外的倒挡机构，进而实现了结构的简化。
41.具体的，主动轮机构的主动盘正向旋转时，第二从动圆锥盘3因为传动带20被拉紧而向远离第一从动圆锥盘2的方向移动(从动轮轮槽5的槽宽增加)，使得第二从动圆锥盘3上的两个滚轮61与滑槽74中倾斜段741的斜面接触。滚轮61与倾斜段741的斜面的接触力沿轴向的分力加上弹簧8的压力的合力将传动带20夹紧，滚轮61与倾斜段741的斜面的接触力沿旋转方向的分力被转化为扭矩通过扭矩输出齿轮73输出。
42.主动轮机构的主动盘反向旋转时，因为滑槽74中倾斜段741的斜面的角度无法改变，导致传动带20无法夹紧。在弹簧8的作用下，第三圆锥盘9向靠近第四圆锥盘11的方向移动，使得第二从动圆锥盘3上的两个滚轮61与滑槽74中直线中止段742接触，靠弹簧8的作用力实现传动带20的夹紧，从而实现反向转动时扭矩的输出。
43.即当第一主动圆锥盘105、第二主动圆锥盘107组成的主动轮正向旋转时，传动带20带动第一从动圆锥盘2、第二从动圆锥盘3组成的动从轮正向旋转，第一从动圆锥盘2、第二从动圆锥盘3的两侧与传动带20接触，第二从动圆锥盘3因为传动带20被拉紧而向远离第一从动圆锥盘2的方向移动(从动轮轮槽5的槽宽增加)，使得第二从动圆锥盘3上的两个滚轮61与滑槽74中倾斜段741的斜面接触，同时弹簧8被压缩，滚轮61与倾斜段741的斜面的接触力沿轴向的分力加上弹簧8的压力的合力将传动带20夹紧，滚轮61与倾斜段741的斜面的接触力沿旋转方向的分力被转化为扭矩通过扭矩输出齿轮73输出。
44.当第一主动圆锥盘105、第二主动圆锥盘107组成的主动轮反向旋转并带动第一从动圆锥盘2、第二从动圆锥盘3组成的动从轮反向旋转时，滑槽74中倾斜段741与滚轮61不再接触，导致传动带20无法夹紧。在弹簧8的作用下，第二从动圆锥盘3向靠近第一从动圆锥盘2的方向移动，使得第二从动圆锥盘3上的两个滚轮61与滑槽74中直线中止段742接触，靠弹簧8的作用力实现传动带20被第一从动圆锥盘2、第二从动圆锥盘3夹紧，实现反向转动时扭矩的输出，从而实现倒档扭矩的传递。
45.本实施例的输入反向旋转实现倒档功能的从动机构能够实现输入轴到输出轴变速比的连续变化，且通过较简单的结构实现输入轴旋转方向变化时输出轴实现扭矩输出，实现倒档扭矩的传递，结构简单，功能可靠，成本低廉，适合电动车辆批量使用。
46.实施例2
47.本实施例公开了一种反向旋转实现倒档功能的无级变速机构。
48.如图5所示，该反向旋转实现倒档功能的无级变速机构包括驱动机构10和如实施例1所述的输入反向旋转实现倒档功能的从动机构。
49.其中，驱动机构10与实施例1所述输入反向旋转实现倒档功能的从动机构之间通过传动带20相连接。
50.示例性的，如图5所示，驱动机构10可以包括第一主动圆锥盘105、第二主动圆锥盘107、主动轮轴108、丝杆101、丝杆螺母102、变速控制电机蜗杆103、变速控制电机蜗轮104和轴承1025。
51.第二主动圆锥盘107固定设置在主动轮轴108上。优选的，第二主动圆锥盘107和主动轮轴108可以一体结构。第一主动圆锥盘105以可沿轴向移动的方式设置在主动轮轴108上。并且，第一主动圆锥盘105和第二主动圆锥盘107的锥面端相对布置，使得第一主动圆锥盘105和第二主动圆锥盘107的锥面端之间形成主动轮轮槽1012。
52.轴承1025套接在第一主动圆锥盘105上，并且在轴承1025的外圈上设置有齿轮轮齿。变速控制电机蜗轮104与轴承1025上的齿轮轮齿啮合。变速控制电机蜗杆103和变速控制电机蜗轮104啮合。丝杆螺母102与轴承1025同轴设置，并且，丝杆螺母102的一端连接在轴承1025上，另一端与丝杆101螺纹连接。丝杆101固定于箱体上。
53.在丝杆101、丝杆螺母102、变速控制电机蜗杆103、变速控制电机蜗轮104和轴承1025的驱动下，第一主动圆锥盘105能够沿轴向在主动轮轴108上移动，以改变第一主动圆锥盘105和第二主动圆锥盘107之间的距离。
54.优选的，第一主动圆锥盘105包括第二盘体部1026和与第二盘体部1026同轴设置的第二套筒部1027。第二套筒部1027套设在主动轮轴108上，使得第二套筒部1027可移动地设置在主动轮轴108上。轴承1025套接在第二套筒部1027上。
55.本实施例的电控无级变速机构工作过程如下：
56.丝杆101固定于箱体上，传动控制电机通过变速控制电机蜗杆103、变速控制电机蜗轮104驱动丝杆螺母102在丝杆101上转动，丝杆螺母102绕轴线转动的同时，可以实现沿轴线方向的移动，从而带动推动第一主动圆锥盘105的纯轴向移动，完成与第二主动圆锥盘107在不同位置共同夹紧传动带20。由于弹簧8的压紧，从第二从动圆锥盘3与第一从动圆锥盘2也实现了对传动带20的夹紧。传动带20可以被夹紧在主动轮轮槽1012和从动轮轮槽5最小和最大之间的任意位置，从而实现主动轮机构和从动轮机构的传动比的无级变化。如图5所示，变速控制电机蜗杆103与变速控制电机蜗轮104啮合，实现自锁，达到可以在任意位置夹紧传动带20的目的。
57.如图1至图4所示，第二从动圆锥盘3上设置有滚轮61，滚轮61与滑槽74中倾斜段741的斜面接触，并且在套筒部31的内壁与从动轮轴1的外壁之间设置有限位槽并在限位槽内设置滚珠43，可以限制套筒部31与从动轮轴1之间的相对转动，使得套筒部31只能在从动轮轴1上沿轴向移动，所以由传动带20传递至第二从动圆锥盘3与第一从动圆锥盘2的扭矩被扭矩输出件7和滚轮61以及弹簧8的作用转化为扭矩输出，从而实现传动带20的夹紧和第二从动圆锥盘3与第一从动圆锥盘2的大扭矩输出。
58.而本实施例的输入反向旋转实现倒档功能的从动机构通过设置该直线中止段742
可以使得实现无级变速功能的同时，通过简单结构就可以满足驱动轴反方向旋转也能实现扭矩传递，从而满足了电动汽车直接电动机反向旋转实现倒档的结构性需求，使得在整车倒挡的时候，通过电机反向旋转带动第一主动圆锥盘105、第二主动圆锥盘107组成的主动盘的反转并传递扭矩，实现输出轴的反向旋转，从而没有必要再在输出轴端增加额外的倒挡机构，进而实现了结构的简化。
59.具体的，主动轮机构的主动盘正向旋转时，第二从动圆锥盘3因为传动带20被拉紧而向远离第一从动圆锥盘2的方向移动(从动轮轮槽5的槽宽增加)，使得第二从动圆锥盘3上的两个滚轮61与滑槽74中倾斜段741的斜面接触。滚轮61与倾斜段741的斜面的接触力沿轴向的分力加上弹簧8的压力的合力将传动带20夹紧，滚轮61与倾斜段741的斜面的接触力沿旋转方向的分力被转化为扭矩通过扭矩输出齿轮73输出。
60.主动轮机构的主动盘反向旋转时，因为滑槽74中倾斜段741的斜面的角度无法改变，导致传动带20无法夹紧。在弹簧8的作用下，第三圆锥盘9向靠近第四圆锥盘11的方向移动，使得第二从动圆锥盘3上的两个滚轮61与滑槽74中直线中止段742接触，靠弹簧8的作用力实现传动带20的夹紧，从而实现反向转动时扭矩的输出。
61.即当第一主动圆锥盘105、第二主动圆锥盘107组成的主动轮正向旋转时，传动带20带动第一从动圆锥盘2、第二从动圆锥盘3组成的动从轮正向旋转，第一从动圆锥盘2、第二从动圆锥盘3的两侧与传动带20接触，第二从动圆锥盘3因为传动带20被拉紧而向远离第一从动圆锥盘2的方向移动(从动轮轮槽5的槽宽增加)，使得第二从动圆锥盘3上的两个滚轮61与滑槽74中倾斜段741的斜面接触，同时弹簧8被压缩，滚轮61与倾斜段741的斜面的接触力沿轴向的分力加上弹簧8的压力的合力将传动带20夹紧，滚轮61与倾斜段741的斜面的接触力沿旋转方向的分力被转化为扭矩通过扭矩输出齿轮73输出。
62.当第一主动圆锥盘105、第二主动圆锥盘107组成的主动轮反向旋转并带动第一从动圆锥盘2、第二从动圆锥盘3组成的动从轮反向旋转时，滑槽74中倾斜段741与滚轮61不再接触，导致传动带20无法夹紧。在弹簧8的作用下，第二从动圆锥盘3向靠近第一从动圆锥盘2的方向移动，使得第二从动圆锥盘3上的两个滚轮61与滑槽74中直线中止段742接触，靠弹簧8的作用力实现传动带20被第一从动圆锥盘2、第二从动圆锥盘3夹紧，实现反向转动时扭矩的输出，从而实现倒档扭矩的传递。
63.综上可知，本实施例的电控无级变速机构能够实现简单控制动作的前提下实现传动比的无级变化并实现大扭矩传的可靠输出，保证了结构的可靠性和功能的完整性。并且，本实施例的电控无级变速机构能够通过较简单的结构实现电机控制传动比的无级变化，结构简单，功能可靠，相对成本低廉，适合电动车辆大扭矩，高转速变化范围的大批量使用；进一步的，通过采用实施例1所述的输入反向旋转实现倒档功能的从动机构，在实现输入轴到输出轴变速比的连续变化的同时，可以通过较简单的结构实现输入轴旋转方向变化时输出轴实现扭矩输出，结构简单，功能可靠，成本低廉，适合电动车辆批量使用。
64.实施例3
65.本实施例公开了一种车辆。
66.该车辆包括如实施例1所述的输入反向旋转实现倒档功能的从动机构或者如实施例2所述的反向旋转实现倒档功能的无级变速机构。
67.本实施例的车辆通过采用如实施例1所述的输入反向旋转实现倒档功能的从动机
构或者如实施例2所述的反向旋转实现倒档功能的无级变速机构，能够实现输入轴到输出轴变速比的连续变化，并且能够在整车倒挡的时候，通过电机反向旋转带动驱动机构的主动轮机构的反转并传递扭矩，实现输出轴(从动轮轴1)的反向旋转，从而没有必要再在输出轴端增加额外的倒挡机构，进而实现了车辆结构的简化。
68.需要注意的是，本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
69.另外，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。