一种双向变速电机的倒车机构的制作方法

本实用新型属于机械技术领域，涉及一种双向变速电机，尤其涉及一种双向变速电机的倒车机构。

背景技术：

传统的双向自动变速电机通过单向卡头和前进单向器以及后退单向器的配合来实现电动三轮车的前进或倒退，但是，这种结构的双向自动变速电机存在着结构不紧凑、零部件分布分散、空间占用过多等问题。基于这些问题，本申请人曾对现有技术进行改进并申请过一种双向自动变速电机传动装置[申请号：201510424829.9]，该专利在实现电动三轮车正倒车功能的前提下，很好地减小了整个传动装置所占用的空间，使整个结构变得更加简单。但是，它也存着比较明显的缺陷，那就是其中与正倒车相关的分离机构对于各零部件的装配精度要求极高，一旦装配不到位就会使整个装置出现故障而影响到使用时的安全性。

为此，申请人针对上述方案存在的问题进行了改进，并重新设计出了一种双向自动变速电机传动装置[申请号：201610662924.7]，它包括传动轴以及套设在传动轴上的传动齿，传动齿上固定有连接套，传动轴上通过花键连接有传动套，传动套位于连接套上方，传动套与连接套之间设有结合机构以及脱开机构，连接套外设有单向环，连接套与单向环之间设有单向机构，单向环上具有向上凸起的阻挡部，传动套下端边沿具有向下凸出的抵靠部，抵靠部能够抵靠在阻挡部上并使传动套保持与传动轴脱开状态，且在抵靠部与阻挡部之间设有当输入轴顺时针转动时使抵靠部与阻挡部保持抵靠状态的阻挡结构。它通过在传动套的下端一体加工出抵靠部，并在抵靠部与单向环的阻挡部之间形成阻挡结构来降低装配时对加工精度的要求，提高使用时的安全性。

然而，抵靠部与阻挡部是处于一个相对转动的状态，也就是要求阻挡部转动至靠近抵靠部后才能形成阻挡部与抵靠部相抵靠的状态，但是根据实际经验可知，两个相互分开的部件要在转动后形成抵靠对于转动的角度以及部件之间的高度位置要求都是非常高的，这造成在使用过程中经常出现阻挡部与抵靠部配合不到位或者是配合不够稳定，从而出现阻挡部与抵靠部抵靠后又分离的情况，导致整个变速装置的工作稳定性变差。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种双向变速电机的倒车机构，所要解决的技术问题是如何提高工作稳定性。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种双向变速电机的倒车机构，包括主轴、与主轴周向固定的内环、套在内环外的外环以及套设在主轴上的结合套，所述结合套与外环之间设有当结合套向外环靠近时使外环与内环周向固定的结合结构，所述的结合套与外环之间设有配合套且外环能够带动配合套相对于结合套转动，其特征在于，所述的配合套上定位有钢珠，结合套上设有配合面，配合面上设有弧形槽且弧形槽内设有斜面，钢珠位于弧形槽内，当送车时钢珠能够沿着弧形槽移动至与配合面相抵靠且钢珠会通过斜面推动结合套远离外环，配合套与结合套之间设有当钢珠与配合面相抵靠后使配合套停止转动的限位结构。

在工作时，由外侧具有齿牙的外环持续接收传递的动力，由主轴输出动力。送车时，外环转动并带动配合套相对于结合套转动，由于配合套上定位有钢珠且钢珠位于结合套上的弧形槽内，因此钢珠会沿着弧形槽移动，同时钢珠通过弧形槽内的斜面推动结合套远离外环；当钢珠沿着弧形槽移动至与配合面相抵靠后，配合套在限位结构的作用下停止转动，这样钢珠便一直保持与配合面相抵靠的状态，从而使得结合套一直保持远离外环的状态，这样外环与内环之间的结合结构便会因结合套远离外环而使外环与内环不周向固定，从而使主轴与外环不同步转动。

本双向变速电机的倒车机构在送车时通过钢珠、弧形槽及斜面的配合推动结合套远离外环，使得主轴与外环不同步转动，同时利用限位结构使配合套停止转动以使钢珠保持与配合面持续抵靠的状态，避免配合套转动角度过大而使钢珠重新落入弧形槽即避免结合套在送车过程中又向外环靠近。相比于现有技术中采用抵靠部在边转动边向上移动过程中抵靠在阻挡部上来保持脱开状态而言，本双向变速电机的倒车机构仅通过钢珠与配合面相抵靠来使结合套保持脱开状态，不存在钢珠与配合面脱开或是配合不到的问题，大大降低了配合要求，很好地提高了本倒车机构的工作稳定性。

在上述的双向变速电机的倒车机构中，所述的结合套包括配合环以及套筒，主轴穿过套筒且配合环轴向固定在套筒外侧，所述的配合环与双向变速电机所在的壳体周向固定，结合结构设于套筒下端与外环之间，所述的配合面为配合环的下端面且斜面为弧形槽的顶壁。

配合环与双向变速电机所在的壳体周向固定，也就表示配合环是不会转动的，这样在送车时就可以使配合套相对于配合环进行转动，同时在钢珠沿着弧形槽移动时钢珠上部与弧形槽的顶壁相接触而推动配合环向上移动，配合环与套筒轴向固定，因此便可使套筒远离外环而使结合结构不产生作用，从而使得主轴与外环不同步转动，且在钢珠沿着弧形槽移动至与配合环的下端面也就是配合面相抵靠后配合套停止转动，使得配合套与配合环之间保持静止，更不会出现钢珠与配合面脱开或是配合不到的问题，进一步提高了本倒车机构的工作稳定性。

在上述的双向变速电机的倒车机构中，所述的斜面最低点位于配合环的下端面上。

将弧形槽内的斜面最低点设置在位于配合环的下端面也就是配合面上，这样在送车时钢珠就可以沿着弧形槽移动并自然地过渡至与配合环的下端面相抵靠，同时利用限位结构使钢珠保持与配合环的下端面相抵靠的状态，从而保证本倒车机构能够利用钢珠、弧形槽及斜面来提高工作稳定性。

在上述的双向变速电机的倒车机构中，所述的配合套包括套体，套体套在套筒外且套体下端伸入外环内，外环内侧壁上设有小弹簧与钢球且钢球顶在套体的外侧壁上，套体上端部外侧设有环形凸肩，环形凸肩上贯穿设有定位孔，钢珠下部位于定位孔内，限位结构位于环形凸肩与配合环之间且套体与套筒轴向固定。

外环转动时通过钢球在套体外侧壁上划过来形成摩擦力以带动套体转动，限位结构位于环形凸肩与配合环之间，而配合环在送车时是在钢珠的推动下向上移动的，可能会出现限位结构脱开的情况，这会影响到结合套保持远离外环的状态。因此，将配合套的套体与结合套的套筒轴向固定在一起，使结合套带动配合套一同远离外环以防止限位结构脱开，保证工作的稳定性。

另外，由于配合套与结合套轴向固定在一起，那么钢珠就不能将钢珠与配合套固定在一起，若是将钢珠与配合套固定在一起，利用钢珠来推动结合套远离外环以及钢珠抵靠在配合环下端面上使结合套保持远离外环的动作就无法实现。因此，在配合套上贯穿设置定位孔，钢珠下部位于定位孔内，这样既可以通过配合套带动钢珠相对于配合环转动来推动结合套远离外环，又可以让钢珠不与配合套一起随着结合套向上移动，从而使钢珠得以抵靠在配合环的下端面上以保证结合套能够保持远离外环的动作。

在上述的双向变速电机的倒车机构中，所述的限位结构包括设置于环形凸肩外侧的弧形缺口以及固定在配合环下端面上的限位销，所述的限位销位于弧形缺口内，且当限位销与弧形缺口的一个侧壁相抵靠时配合套停止转动。

配合套的环形凸肩外侧设置弧形缺口，结合套的配合环下端面上固定限位销，使限位销位于弧形缺口内，在配合套转动时限位销相当于是沿着弧形缺口移动的，因此在结合套向上脱开后利用限位销与弧形缺口的一个侧壁相抵靠来使配合套克服摩擦力而停止转动，这样就可以避免因配合套转动角度过大而使钢珠重新落入弧形槽内，即避免结合套在送车过程中又向下掉落，很好地保证了本倒车机构的工作稳定性。

在上述的双向变速电机的倒车机构中，作为另一种技术方案，所述的限位结构包括固定于环形凸肩上的销钉以及设置在配合环上的弧形限位孔，所述的销钉位于弧形限位孔内，且当销钉与弧形限位孔的一个侧壁相抵靠时配合套停止转动。

配合套的环形凸肩上固定销钉，结合套的配合环上设置弧形限位孔，使销钉位于弧形限位孔内，在配合套转动时销钉相当于是沿着弧形限位孔移动的，因此在结合套向上脱开后利用销钉与弧形限位孔的一个侧壁相抵靠来使配合套克服摩擦力而停止转动，采用这种限位结构同样也可以避免因配合套转动角度过大而使钢珠重新落入弧形槽内，即避免结合套在送车过程中又向下掉落，很好地保证了本倒车机构的工作稳定性。

在上述的双向变速电机的倒车机构中，所述的套体外设有防磨垫片，所述的防磨垫片位于环形凸肩与外环之间，所述的钢珠抵靠在防磨垫片上。

由于配合套是借由摩擦力实现转动的，那么配合套与外环之间必然存在速度差即相对转动，若是直接使钢珠抵靠在外环上则会容易造成钢珠磨损，从而使整个倒车机构的工作稳定性变差。因此，在套体外设置防磨垫片，使防磨垫片位于环形凸肩与外环之间，在配合套转动时钢珠是与防磨垫片相接触的，这样可以延缓钢珠的磨损，保证倒车机构的工作稳定性并延长使用寿命。

在上述的双向变速电机的倒车机构中，所述的套筒下端外侧设有卡簧，且在套筒中部外侧设有环状挡肩，套体下端面抵靠在卡簧上，套体上端面与环状挡肩的下端面相抵靠。

由于采用限位销与弧形缺口或者是采用销钉与弧形限位孔作为限位结构，且结合套在送车时是在钢珠的推动下远离外环的，可能会出现限位销从弧形缺口中脱出或者是销钉从弧形限位孔中脱出的情况，这会影响到工作时的稳定性。因此，在结合套的套筒下端外侧设置卡簧，套筒中部外侧设置环状挡肩，使套体的下端面抵靠在卡簧上，套体上端面与环状挡肩的下端面相抵靠，使得套体与套筒形成轴向固定，这样钢珠可以推动配合套与结合套一起同步移动，使得限位销始终位于弧形缺口中或是销钉始终位于弧形限位孔中，从而保证了倒车机构的工作稳定性。

在上述的双向变速电机的倒车机构中，所述的套筒上端部具有向外的环形翻边，配合环的下端面与环形凸肩的上端面相抵靠，配合环的上端面与环形翻边的下端面相抵靠。

在装配时，先将配合环套在套筒上，然后将配合套套在套筒上，配合套与套筒轴向固定后，环形凸肩的上端面位置被固定，同时套筒上端部上环形翻边的下端面位置也是固定的，那么当配合环下端面与环形凸肩的上端面相抵靠且配合环的上端面与环形翻边的下端面相抵靠后，配合环的位置也就被固定下来，即配合环与套筒之间形成轴向固定，从而使得钢珠与弧形槽及斜面的配合更加稳定，在送车时能够稳定地推动套筒向外移动来使结合套远离外环。

与现有技术相比，本双向变速电机的倒车机构在送车时通过钢珠、弧形槽及斜面的配合推动结合套远离外环，使得主轴与外环不同步转动，并利用钢珠沿着弧形槽移动至与配合面相抵靠来保持结合套远离外环的状态，不存在钢珠与配合面脱开或是配合不到位的问题，大大降低了配合要求，很好地提高了本倒车机构的工作稳定性。

另外，利用限位结构使配合套停止转动以使钢珠保持与配合面持续抵靠的状态，避免因配合套转动角度过大而使结合套在送车过程中又向外环靠近，保证了结构的可靠性。

附图说明

图1是本双向变速电机的倒车机构实施例一的示意图。

图2是本双向变速电机的倒车机构实施例一的剖视图。

图3是本双向变速电机的倒车机构实施例一无配合环时的示意图。

图4是本双向变速电机的倒车机构实施例一中结合套与配合套之间的连接示意图。

图5是本双向变速电机的倒车机构实施例一中结合套与配合套之间的分解示意图。

图6是本双向变速电机的倒车机构实施例一中配合环下端面的示意图。

图7A是当钢珠位于弧形槽内时的简易示意图。

图7B是当钢珠沿着弧形槽移动至与弧形槽所在的面相抵靠时的简易示意图。

图中，1、主轴；2、内环；3、外环；4、结合套；4a、套筒；4a1、环状挡肩；4a2、环形翻边；4b、配合环；4b1、弧形槽；4b11、斜面；4b2、限位销；4b3、配合面；5、结合结构；6、配合套；6a、套体；6b、环形凸肩；6b1、定位孔；6b2、弧形缺口；7、钢珠；8、钢球；9、小弹簧；10、防磨垫片；11、卡簧；12、大弹簧；13、弹簧座。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

实施例一

如图1和图2所示，一种双向变速电机的倒车机构，包括主轴1、与主轴1周向固定的内环2、套在内环2外的外环3以及套设在主轴1上的结合套4，结合套4与外环3之间设有当结合套4向外环3靠近时使外环3与内环2周向固定的结合结构5，在本实施例中，结合结构5具体可参照申请人曾提出过的申请号为201711098512.6的双向变速电机的传动机构，且在主轴1上设有能使结合套4具有向外环3靠近趋势的大弹簧12。

如图2、图3、图4、图5和图7A所示，结合套4与外环3之间设有配合套6，外环3通过摩擦力能够带动配合套6相对于结合套4转动，配合套6上定位有钢珠7，结合套4上设有配合面4b3，配合面4b3上设有弧形槽4b1且弧形槽4b1内设有斜面4b11，钢珠7位于弧形槽4b1内，当送车时钢珠7能够沿着弧形槽4b1移动至与配合面4b3相抵靠且钢珠7会通过斜面4b11推动结合套4远离外环3，配合套6与结合套4之间设有当钢珠7与配合面4b3相抵靠后使配合套6停止转动的限位结构。

如图2和图5所示，结合套4包括套筒4a以及配合环4b，主轴1穿过套筒4a且配合环4b套在套筒4a外，配合环4b与双向变速电机的壳体周向固定，结合结构5设于套筒4a下端与外环3之间，主轴1靠近套筒4a上端处固定有弹簧座13，套筒4a的内侧壁设有环状台阶，大弹簧12部分伸入套筒4a内且弹簧的两端分别作用在环状台阶和弹簧座13上。

如图2、图4和图5所示，配合套6包括呈圆筒状的套体6a，套体6a套在套筒4a外且套体6a下端伸入外环3内，套体6a外侧壁与外环3内壁之间设有由小弹簧9与钢球8组成的摩擦结构，钢球8在小弹簧9的弹力作用下顶在套体6a外侧壁上，从而使外环3在转动时可以通过摩擦力带动套体6a进行转动。套筒4a下端外侧设有卡簧11，套筒4a中部外侧设有环状挡肩4a1，套体6a下端面抵靠在卡簧11上，套体6a上端面与环状挡肩4a1下端面相抵靠。

如图2、图4、图5和图6所示，套体6a上端部外侧设有环形凸肩6b，环形凸肩6b上贯穿设置有定位孔6b1，钢珠7下部位于定位孔6b1内，钢珠7的数量为若干个且定位孔6b1的数量与钢珠7相同并一一对应，环形凸肩6b的上端面与配合环4b的下端面相抵靠，套筒4a上端部具有向外的环形翻边4a2，配合环4b的上端面与环形翻边4a2下端面相抵靠。弧形槽4b1的数量与钢珠7相同且配合面4b3为配合环4b的下端面，斜面4b11为弧形槽4b1的顶壁，且斜面4b11最低点位于配合环4b的下端面上。

如图2、图4和图5所示，在本实施例中，限位结构包括设置于配合套6的环形凸肩6b外侧的弧形缺口6b2以及固定在配合环4b下端面的限位销4b2，限位销4b2位于弧形缺口6b2内，且当限位销4b2与弧形缺口6b2的一个侧壁相抵靠时配合套6停止转动。套体6a上套设有防磨垫片10，防磨垫片10位于环形凸肩6b下端面与外环3上端面之间，钢珠7抵靠在防磨垫片10上，防磨垫片10具体可采用牛筋垫片。

在工作时，由外侧具有齿牙的外环3持续接收传递的动力，由主轴1输出动力，通过主轴1与外环3的同步转动实现倒车或是通过主轴1与外环3的不同步转动实现送车。

如图7A所示，倒车时，外环3往一个方向转动，此时配合套6上弧形缺口6b2的一个侧壁与限位销4b2相抵靠使得配合套6无法转动，这样钢珠7就保持不动，结合套4在大弹簧12的弹力作用下保持靠近外环3的状态，同时在结合结构5的作用下使得外环3与内环2周向固定而使得主轴1与外环3同步转动。

需要送车时，外环3往另一个方向转动，在摩擦力的作用下使得配合套6也反向转动，结合套4上的配合环4b是与双向变速电机的壳体周向固定的，因此配合套6就相对于结合套4在转动。在配合套6转动过程中，各钢珠7沿着所在的弧形槽4b1移动，同时各钢珠7通过所在弧形槽4b1内的斜面4b11推动配合环4b向远离外环3的方向移动，由于配合环4b与套筒4a轴向固定且配合套6与套筒4a轴向固定，因此结合套4与配合套6会一同向远离外环3的方向移动。这样一来，结合结构5便不再产生作用，外环3不再与内环2周向固定，从而使得主轴1与外环3形成不同步转动。

如图7B所示，由于斜面4b11的最低点处位于配合环4b的下端面上，钢珠7沿着弧形槽4b1移动后会从斜面4b11的最低点处脱出弧形槽4b1并与配合环4b的下端面即配合面4b3相抵靠，同时限位销4b2与弧形缺口6b2的另一侧壁相抵靠，这样配合套6便停止转动，钢珠7的位置便被定下即钢珠7一直保持与配合面4b3相抵靠的状态，从而使得结合套4能够始终保持远离外环3的状态，以保持主轴1与外环3的不同步转动。

本双向变速电机的倒车机构在送车时通过钢珠7、弧形槽4b1及斜面4b11的配合推动结合套4远离斜面4b11，使得主轴1与外环3不同步转动，同时利用限位销4b2与弧形缺口6b2的一个侧壁相抵靠来使配合套6停止转动以使钢珠7保持与配合面4b3持续抵靠的状态，避免了配合套6转动角度过大而使钢珠7重新落入弧形槽4b1内，也就是避免了结合套4在送车过程中又向外环3靠近。相比于现有技术中采用抵靠部在边转动边向上移动过程中抵靠在阻挡部上来保持脱开状态而言，本双向变速电机的倒车机构仅通过钢珠7与配合面4b3相抵靠来使结合套4保持脱开状态，不存在钢珠7与配合面4b3脱开或是配合不到的问题，大大降低了配合要求，很好地提高了本倒车机构的工作稳定性。

实施例二

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不同之处在于：在本实施例中，限位结构包括固定于配合套6上的销钉以及设置在结合套4上的弧形限位孔，销钉位于弧形限位孔内，且当销钉与弧形限位孔的一个侧壁相抵靠时配合套6停止转动。在配合套6上固定销钉，结合套4上设置弧形限位孔，使销钉位于弧形限位孔内，在配合套6转动时销钉相当于是沿着弧形限位孔移动的，因此在结合套4向上脱开后利用销钉与弧形限位孔的一个侧壁相抵靠来使配合套6克服摩擦力而停止转动，采用这种限位结构同样也可以避免因配合套6转动角度过大而使钢珠7重新落入弧形槽4b1内，即避免结合套4在送车过程中又向下掉落，很好地保证了本倒车机构的工作稳定性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。