[0006] 本发明的目的是克服普通CVT无级变速器温升过高容易导致压力钢带或者链条损坏，克服通用无级变速机结构复杂、变比小，以及克服普通CVT无级变速器和通用无级变速机均无法实现原动机不停机时零转速输出，以及无法实现输入轴不改变旋转方向时改变输出轴旋转方向的缺点，提供一种具有结构简单、变比大，并且能够实现原动机不停机时零转速输出，以及能够实现输入轴不改变旋转方向时改变输出轴旋转方向的减速机构。本发明的实施方案如下：
[0007] 所述减速机构包括固定筒部件、钢球部件、摩擦盘锥齿轮部件、行星支架部件，固定筒部件包括固定筒、导向联动支架，钢球部件包括调速钢球、操作钢球、联动销、轴套四、推力钢球、弹簧，摩擦盘锥齿轮部件包括摩擦盘锥齿轮一、摩擦盘锥齿轮二、轴套一、挡圈一、销一、轴套二、键条、输入轴，行星支架部件包括输出轴、行星锥齿轮、轴套三、行星轴、行星支架，或者在上述部件中采用轴承分别替换轴套一、轴套二、轴套三、轴套四，该轴承承载径向负荷和轴向负荷。若干个钢球部件安装在行星支架部件径向外侧，或者，一个钢球部件安装在行星支架部件径向外侧，钢球部件和行星支架部件安装在固定筒径向内侧，导向联动支架安装在固定筒径向外侧，摩擦盘锥齿轮部件把钢球部件与行星支架部件连接在一起。摩擦盘锥齿轮部件的输入轴与行星支架部件的输出轴同轴。所述减速机构若只包括一个钢球部件，所述减速机构的固定筒部件不包括导向联动支架，此时通过操纵操作钢球的位置控制所述减速机构的运行状态。
[0008] 所述减速机构在应用时，输入轴轴向左端与原动机的输出轴连接在一起，输出轴轴向右端与所述减速机构驱动的负载装置连接在一起。所述减速机构运行时，原动机驱动输入轴沿着输入轴旋转方向旋转，输出轴沿着输出轴正向旋转方向旋转，并且，输出轴正向旋转方向与输入轴旋转方向相同时，所述减速机构处于正向减速运行状态，若原动机驱动输入轴沿着输入轴旋转方向旋转，输出轴沿着输出轴反向旋转方向旋转，并且，输出轴反向旋转方向与输入轴旋转方向相反时，所述减速机构处于反向减速运行状态，若原动机驱动输入轴沿着输入轴旋转方向旋转，输出轴的输出转速为零时，所述减速机构处于空转运行状态。所述减速机构停止运行，负载装置产生的反向力矩不能反向驱动输入轴旋转时，所述减速机构处于反向自锁状态。
[0009] 所述减速机构的摩擦盘锥齿轮一有内侧轮齿一、摩擦盘一，内侧轮齿一是圆锥形轮齿，摩擦盘锥齿轮二有内侧轮齿二、摩擦盘二，内侧轮齿二是圆锥形轮齿。内侧轮齿一与内侧轮齿二齿数相等，摩擦盘一与摩擦盘二直径相等。行星支架部件的行星锥齿轮分别与内侧轮齿一和内侧轮齿二啮合。钢球部件的调速钢球径向外表面分别与摩擦盘一径向外表面的摩擦盘一滚动面和摩擦盘二径向外表面的摩擦盘二滚动面接触安装在一起，调速钢球旋转时，调速钢球径向外表面分别与摩擦盘一滚动面和摩擦盘二滚动面进行滚动运动。
[0010] 所述减速机构空转运行状态时，通过操纵导向联动支架驱动钢球部件的钢球操作轴轴线与输出轴轴线垂直，即钢球操作轴轴线与输出轴垂直线重合。所述减速机构正向减速运行状态时，通过操纵导向联动支架驱动钢球部件的钢球操作轴轴线沿着导向联动支架正向移动方向倾斜，钢球操作轴轴线与输出轴垂直线之间有偏移夹角α，偏移夹角α是锐角。所述减速机构反向减速运行状态时，通过操纵导向联动支架驱动钢球部件的钢球操作轴轴线沿着导向联动支架反向移动方向倾斜，钢球操作轴轴线与输出轴垂直线之间有偏移夹角β，偏移夹角β是锐角。
[0011] 所述减速机构运行时，原动机驱动输入轴沿着输入轴旋转方向旋转，输入轴通过键条驱动摩擦盘锥齿轮二同方向旋转，摩擦盘锥齿轮二的摩擦盘二驱动钢球部件的调速钢球沿着调速钢球旋转方向旋转，调速钢球通过摩擦盘一驱动摩擦盘锥齿轮一旋转，摩擦盘锥齿轮一旋转方向与摩擦盘锥齿轮二旋转方向相反。若钢球操作轴轴线与输出轴垂直线重合时，调速钢球径向外表面与摩擦盘二接触轨迹的周长等于调速钢球径向外表面与摩擦盘一接触轨迹的周长，调速钢球旋转时摩擦盘二旋转速度等于摩擦盘一旋转速度，摩擦盘锥齿轮二的内侧轮齿二驱动行星锥齿轮旋转速度等于摩擦盘锥齿轮一的内侧轮齿一驱动行星锥齿轮旋转速度，行星锥齿轮围绕行星轴轴线自转，行星支架处于静止状态，输出轴输出转速为零，所述减速机构处于空转运行状态。
[0012] 若钢球操作轴轴线与输出轴垂直线之间有偏移夹角α，调速钢球径向外表面与摩擦盘二接触轨迹的周长大于调速钢球径向外表面与摩擦盘一接触轨迹的周长，调速钢球旋转时摩擦盘二旋转速度大于摩擦盘一旋转速度，摩擦盘锥齿轮二的内侧轮齿二驱动行星锥齿轮旋转速度大于摩擦盘锥齿轮一的内侧轮齿一驱动行星锥齿轮旋转速度，为了抵消该速度差，行星锥齿轮围绕行星轴轴线自转的同时，行星锥齿轮还会围绕输出轴轴线公转，行星锥齿轮驱动行星支架低转速旋转，行星支架通过行星轴驱动输出轴低转速同方向旋转，输出轴沿着输出轴正向旋转方向旋转，所述减速机构处于正向减速运行状态。
[0013] 若钢球操作轴轴线与输出轴垂直线之间有偏移夹角β，调速钢球径向外表面与摩擦盘二接触轨迹的周长小于调速钢球径向外表面与摩擦盘一接触轨迹的周长，调速钢球旋转时摩擦盘二旋转速度小于摩擦盘一旋转速度，摩擦盘锥齿轮二的内侧轮齿二驱动行星锥齿轮旋转速度小于摩擦盘锥齿轮一的内侧轮齿一驱动行星锥齿轮旋转速度，为了抵消该速度差，行星锥齿轮围绕行星轴轴线自转的同时，行星锥齿轮还会围绕输出轴轴线公转，行星锥齿轮驱动行星支架低转速旋转，行星支架通过行星轴驱动输出轴低转速同方向旋转，输出轴沿着输出轴反向旋转方向旋转，所述减速机构处于反向减速运行状态。
[0014] 固定筒呈圆筒形，固定筒径向外表面有一个或者有若干个呈圆柱形的固定台，固定台有径向的固定台轴孔，固定台轴孔的截面呈长圆形，固定台轴孔截面的长轴方向与固定筒轴向平行，固定台轴孔与固定筒径向内侧相连通，固定台位于固定筒径向内侧的端面有呈半球形曲面的定位球面凹槽。导向联动支架的导向环呈环形，导向环径向外表面均布若干对联动杆，每一对联动杆之间是导向槽，每一个联动杆左端与导向环径向外表面连接在一起，每一个联动杆右端有一个联动槽孔。
[0015] 操作钢球下端是呈半球形的半球一，半球一上端径向外表面呈半球形曲面，半球一下端面有呈环形的定位凹槽，定位凹槽径向内侧是半球内腔一，操作钢球上端是呈圆柱形的钢球操作轴，钢球操作轴上有联动销孔。调速钢球下端是呈半球形的半球二，半球二下端径向外表面呈半球形曲面，半球二上端面有呈圆筒形的定位凸台，定位凸台径向内侧是半球内腔二。联动销呈圆柱形。
[0016] 轴套一、轴套二、轴套三、轴套四呈圆筒形，其径向中间是轴套轴孔，轴向一端是轴套止推轴肩。行星轴呈圆柱形。行星锥齿轮径向中间是锥齿轮轴孔，径向外侧是轮齿，其轴向一端是齿轮前端面，轴向另一端是齿轮后端面。行星支架呈环形，行星支架径向内侧是支架内腔，行星支架径向内表面均布若干个支架安装平面，每一个支架安装平面中心有一个支架固定轴孔。
[0017] 输出轴呈圆柱形，输出轴从轴向一端至另一端依次是轴段一、轴颈一、固定轴肩、轴颈二，固定轴肩径向外表面均布若干个径向的固定轴孔，轴段一靠近轴颈一一端径向外表面有径向的定位销孔一，轴颈二与固定轴肩之间有定位轴肩一。
[0018] 输入轴呈圆柱形，输入轴轴向右端是轴颈三，轴颈三径向外表面有外键槽，输入轴轴向左端是轴段二，轴颈三与轴段二之间是定位轴肩二。
[0019] 挡圈一呈圆筒形，挡圈一径向中心是挡圈轴孔，挡圈一径向外表面有径向的挡圈销孔。销一呈圆柱形。
[0020] 摩擦盘锥齿轮一径向中间是摩擦盘锥齿轮轴孔一，摩擦盘锥齿轮一径向内侧是内侧轮齿一，摩擦盘锥齿轮一径向外侧是圆盘形的摩擦盘一，摩擦盘一径向外表面是环形的摩擦盘一滚动面，内侧轮齿一、摩擦盘一滚动面在轴向同一侧。摩擦盘锥齿轮二轴向左端有轮毂，轮毂径向中间是摩擦盘锥齿轮轴孔二，摩擦盘锥齿轮轴孔二径向内表面有内键槽，摩擦盘锥齿轮二轴向右端的径向中间是轴套安装孔二，摩擦盘锥齿轮二轴向右端的径向内侧是内侧轮齿二，内侧轮齿二径向外侧是圆盘形的摩擦盘二，摩擦盘二径向外表面是环形的摩擦盘二滚动面，内侧轮齿二、摩擦盘二滚动面在轴向同一侧。
[0021] 行星支架部件在装配时，把若干个行星锥齿轮安装在输出轴的固定轴肩径向外侧，把每一个行星锥齿轮的锥齿轮轴孔与输出轴的固定轴孔对齐，使每一个行星锥齿轮的齿轮后端面位于径向外侧，把若干个轴套三分别安装在行星锥齿轮的锥齿轮轴孔中，把轴套三的轴套止推轴肩与行星锥齿轮的齿轮后端面接触安装在一起，把行星支架安装在若干个轴套三径向外侧，把行星支架的支架安装平面与轴套三的轴套止推轴肩接触安装在一起，把行星支架的支架固定轴孔与轴套三的轴套轴孔对齐，把若干个行星轴分别依次插入行星支架的支架固定轴孔、轴套三的轴套轴孔、输出轴的固定轴孔中，使行星锥齿轮能够围绕行星轴轴线旋转。
[0022] 钢球部件在装配时，把弹簧和推力钢球依次安装在调速钢球的半球内腔二中，使推力钢球在弹簧的上端，把轴套四安装在操作钢球的半球内腔一中，使轴套四的轴套止推轴肩安装在操作钢球的定位凹槽中，把调速钢球的定位凸台安装在轴套四的轴套轴孔中，使调速钢球的半球二上端面与轴套四的轴套止推轴肩接触安装在一起，使推力钢球的上端与操作钢球的半球内腔一内表面的上端接触安装在一起。
[0023] 所述减速机构在装配时，把导向联动支架安装在固定筒径向外侧，使导向联动支架的导向环径向内表面与固定筒左端径向外表面接触安装在一起，把一个或者若干个钢球部件安装在固定筒径向内侧，使钢球部件的操作钢球的钢球操作轴穿过固定筒的固定台轴孔，使操作钢球的半球一上端径向外表面与固定筒的定位球面凹槽接触安装在一起，使操作钢球的钢球操作轴上端位于固定筒径向外侧，使操作钢球的钢球操作轴上端位于导向联动支架的导向槽中，把联动销两端安装在导向联动支架的一对联动杆的联动槽孔中，把联动销中间位置安装固定在操作钢球的钢球操作轴的联动销孔中。使调速钢球能够围绕钢球操作轴轴线旋转，导向联动支架沿着固定筒轴向移动时，使若干个钢球部件的操作钢球的钢球操作轴能够向固定筒轴向左端或者向固定筒轴向右端倾斜，钢球操作轴轴线也随之向固定筒轴向左端或者向固定筒轴向右端倾斜。
[0024] 把行星支架部件安装在固定筒径向内侧，把摩擦盘锥齿轮一安装在行星支架部件的轴向右侧，使摩擦盘锥齿轮一的摩擦盘锥齿轮轴孔一安装在行星支架部件的输出轴的轴颈一径向外侧，使摩擦盘锥齿轮一的内侧轮齿一与行星支架部件的行星锥齿轮啮合，把轴套一安装在输出轴的轴颈一径向外表面，使轴套一径向外表面与摩擦盘锥齿轮一的摩擦盘锥齿轮轴孔一径向内表面接触安装在一起，使轴套一的轴套止推轴肩与摩擦盘锥齿轮一没有内侧轮齿一的一端接触安装在一起，把挡圈一安装在输出轴的轴段一径向外表面，把销一安装在挡圈一的挡圈销孔中和输出轴的定位销孔一中。把轴套二安装在输出轴的轴颈二径向外表面，使轴套二的轴套止推轴肩与输出轴的定位轴肩一接触安装在一起。
[0025] 把输入轴安装在行星支架部件的轴向左侧，把键条安装在输入轴的外键槽中，把摩擦盘锥齿轮二安装在行星支架部件的轴向左侧，使摩擦盘锥齿轮二的内侧轮齿二与行星支架部件的行星锥齿轮啮合，使摩擦盘锥齿轮二的摩擦盘锥齿轮轴孔二安装在输入轴的轴颈三径向外表面，使键条安装在摩擦盘锥齿轮二的内键槽中，使摩擦盘锥齿轮二的轴套安装孔二安装在轴套二径向外表面，使轴套二的轴套止推轴肩与摩擦盘锥齿轮二有内侧轮齿二的一端接触安装在一起。
[0026] 钢球部件位于行星支架部件的径向外侧，并且，钢球部件的调速钢球安装在摩擦盘锥齿轮一与摩擦盘锥齿轮二轴向之间的位置，调速钢球径向外表面分别与摩擦盘锥齿轮一的摩擦盘一滚动面和摩擦盘锥齿轮二的摩擦盘二滚动面接触安装在一起。所述减速机构装配后固定筒固定不动，调速钢球只有围绕钢球操作轴轴线旋转的一个自由度。操作钢球只有围绕半球一的球心向固定筒轴向左端或者向固定筒轴向右端倾斜的一个自由度。
[0027] 所述减速机构的摩擦盘锥齿轮二、行星锥齿轮、行星轴、行星支架、摩擦盘锥齿轮一组成锥齿行星齿轮减速器，锥齿行星齿轮减速器的主动件一是摩擦盘锥齿轮一，主动件二是摩擦盘锥齿轮二，从动件是行星支架。锥齿行星齿轮减速器做减速传动。摩擦盘锥齿轮一旋转方向与摩擦盘锥齿轮二旋转方向相反。若摩擦盘锥齿轮一旋转速度与摩擦盘锥齿轮二旋转速度相等，行星锥齿轮围绕行星轴轴线自转，行星支架处于静止状态，输出轴的转速为零。若摩擦盘锥齿轮一旋转速度与摩擦盘锥齿轮二旋转速度不相等，行星锥齿轮在围绕行星轴轴线自转的同时，行星锥齿轮还会围绕输出轴轴线公转，行星锥齿轮驱动行星支架低转速旋转，行星支架旋转速度等于摩擦盘锥齿轮一旋转速度与摩擦盘锥齿轮二旋转速度之差的绝对值。若摩擦盘锥齿轮二旋转速度大于摩擦盘锥齿轮一旋转速度，行星支架旋转方向与摩擦盘锥齿轮二旋转方向相同。若摩擦盘锥齿轮一旋转速度大于摩擦盘锥齿轮二旋转速度，行星支架旋转方向与摩擦盘锥齿轮一旋转方向相同。
[0028] 钢球部件与摩擦盘锥齿轮二的摩擦盘二以及摩擦盘锥齿轮一的摩擦盘一共同组成一个钢球调速差速发生器，由钢球调速差速发生器驱动锥齿行星齿轮减速器组成所述减速机构。
[0029] 钢球部件装配后，调速钢球的轴线与钢球操作轴轴线重合，把调速钢球的半球二径向外表面划分经纬度，靠近半球二的定位凸台并远离钢球操作轴轴线的区域是低纬度区域，远离半球二的定位凸台并靠近钢球操作轴轴线的区域是高纬度区域。调速钢球围绕钢球操作轴轴线旋转时，调速钢球的半球二径向外表面不同纬度区域旋转线速度各不相同，半球二径向外表面低纬度区域旋转线速度大于半球二径向外表面高纬度区域旋转线速度。
[0030] 若钢球部件的钢球操作轴轴线与输出轴垂直线重合时，摩擦盘锥齿轮二的摩擦盘二滚动面与半球二径向外表面滚动接触的纬度等于摩擦盘锥齿轮一的摩擦盘一滚动面与半球二径向外表面滚动接触的纬度，则调速钢球旋转时摩擦盘锥齿轮二旋转速度等于摩擦盘锥齿轮一旋转速度。
[0031] 若钢球部件的钢球操作轴轴线与输出轴垂直线之间有偏移夹角α时，摩擦盘锥齿轮二的摩擦盘二滚动面与半球二径向外表面滚动接触的纬度小于摩擦盘锥齿轮一的摩擦盘一滚动面与半球二径向外表面滚动接触的纬度，则调速钢球旋转时摩擦盘锥齿轮二旋转速度大于摩擦盘锥齿轮一旋转速度。
[0032] 若钢球部件的钢球操作轴轴线与输出轴垂直线之间有偏移夹角β时，摩擦盘锥齿轮二的摩擦盘二滚动面与半球二径向外表面滚动接触的纬度大于摩擦盘锥齿轮一的摩擦盘一滚动面与半球二径向外表面滚动接触的纬度，则调速钢球旋转时摩擦盘锥齿轮二旋转速度小于摩擦盘锥齿轮一旋转速度。
[0033] 所述减速机构运行过程是：
[0034] 所述减速机构运行时，通过操纵导向联动支架驱动钢球部件的钢球操作轴轴线与输出轴垂直线重合，原动机驱动输入轴围绕输出轴轴线沿着输入轴旋转方向旋转，输入轴通过键条驱动摩擦盘锥齿轮二围绕输出轴轴线沿着摩擦盘锥齿轮二旋转方向旋转，与此同时，摩擦盘锥齿轮二的摩擦盘二驱动钢球部件的调速钢球围绕钢球操作轴轴线沿着调速钢球旋转方向旋转，调速钢球通过摩擦盘一驱动摩擦盘锥齿轮一围绕输出轴轴线沿着摩擦盘锥齿轮一旋转方向旋转，摩擦盘锥齿轮二旋转方向与摩擦盘锥齿轮一旋转方向相反，摩擦盘锥齿轮二旋转速度等于摩擦盘锥齿轮一旋转速度，摩擦盘锥齿轮二的内侧轮齿二驱动行星锥齿轮旋转速度等于摩擦盘锥齿轮一的内侧轮齿一驱动行星锥齿轮旋转速度，行星锥齿轮围绕行星轴轴线自转，行星支架处于静止状态，输出轴输出转速为零，所述减速机构处于空转运行状态。
[0035] 若通过操纵导向联动支架驱动钢球部件的钢球操作轴轴线沿着导向联动支架正向移动方向倾斜，钢球操作轴轴线与输出轴垂直线之间有偏移夹角α，摩擦盘锥齿轮二旋转速度大于摩擦盘锥齿轮一旋转速度，摩擦盘锥齿轮二的内侧轮齿二驱动行星锥齿轮旋转速度大于摩擦盘锥齿轮一的内侧轮齿一驱动行星锥齿轮旋转速度，为了抵消该速度差，行星锥齿轮围绕行星轴轴线自转的同时，行星锥齿轮还会围绕输出轴轴线公转，行星锥齿轮驱动行星支架低转速旋转，行星支架通过行星轴驱动输出轴低转速同方向旋转，输出轴沿着输出轴正向旋转方向旋转，所述减速机构处于正向减速运行状态。
[0036] 若通过操纵导向联动支架驱动钢球部件的钢球操作轴轴线沿着导向联动支架反向移动方向倾斜，钢球操作轴轴线与输出轴垂直线之间有偏移夹角β，摩擦盘锥齿轮二旋转速度小于摩擦盘锥齿轮一旋转速度，摩擦盘锥齿轮二的内侧轮齿二驱动行星锥齿轮旋转速度小于摩擦盘锥齿轮一的内侧轮齿一驱动行星锥齿轮旋转速度，为了抵消该速度差，行星锥齿轮围绕行星轴轴线自转的同时，行星锥齿轮还会围绕输出轴轴线公转，行星锥齿轮驱动行星支架低转速旋转，行星支架通过行星轴驱动输出轴低转速同方向旋转，输出轴沿着输出轴反向旋转方向旋转，所述减速机构处于反向减速运行状态。
[0037] 所述减速机构停止运行时原动机停止运行，负载装置产生的反向力矩使输出轴有旋转趋势，反向力矩依次通过输出轴、行星轴、行星支架、行星锥齿轮分别驱动摩擦盘锥齿轮一和摩擦盘锥齿轮二，反向力矩通过行星锥齿轮驱动摩擦盘锥齿轮一的反向自锁时转矩方向一与反向力矩通过行星锥齿轮驱动摩擦盘锥齿轮二的反向自锁时转矩方向二相同，摩擦盘锥齿轮一和摩擦盘锥齿轮二共同驱动钢球部件的调速钢球和操作钢球围绕输出轴轴线旋转，由于钢球部件的调速钢球只有围绕钢球操作轴轴线旋转的一个自由度，并且，钢球部件的操作钢球只有围绕半球一的球心向固定筒轴向左端或者向固定筒轴向右端倾斜的一个自由度，所述减速机构装配后固定筒固定不动，因此，钢球部件的调速钢球和操作钢球阻止反向力矩驱动所述减速机构旋转，实现所述减速机构反向自锁。
[0038] 所述减速机构不包括容易损坏的压力钢带或者链条，所述减速机构的调速钢球径向外表面分别与摩擦盘一滚动面和摩擦盘二滚动面进行滚动运动，不会因滑动摩擦力产生更多的热量。所述减速机构运行过程中，由钢球调速差速发生器驱动锥齿行星齿轮减速器，所述减速机构的输出轴转速与摩擦盘锥齿轮一和摩擦盘锥齿轮二转速之差相关，具有传动比大、输出转矩大、结构简单、使用寿命长的优点。所述减速机构能够实现原动机不停机时零转速输出，以及能够实现输入轴不改变旋转方向时改变输出轴旋转方向的功能。所述减速机构具备反向自锁功能。
