活齿传动装置和机械设备的制作方法

本实用新型涉及齿轮传动技术领域，特别涉及一种活齿传动装置和机械设备。

背景技术：

活齿传动是少齿差行星传动的简称，其将行星齿轮的轮齿与轮体的刚性连接改变为运动副活动连接，使行星齿轮的全部轮齿成为一组作循环运动的活齿，并利用这些活齿与偏心轮及中心轮的啮合实现同一传动轴线上的转速变换和动力传递。

如图1和图2所示，活齿传动装置通常包括偏心轮H(又称激波器)、活齿轮和中心轮K，活齿轮包括具有沿圆周分布的多个活齿槽的活齿架G以及分别活动设置于各个活齿槽中的多个活齿F，各个活齿F与偏心轮H和中心轮K均啮合；基于此，当驱动动力输入后，输入轴带动偏心轮H绕固定中心O转动(图2中以角速度为ω_H的顺时针转动为例)，偏心轮H的圆心B的位置发生变化，使得偏心轮H对各个活齿F施加径向推力，推动诸活齿F在活齿槽中移动，同时，由于诸活齿F与中心轮K的齿廓时刻保持接触，因此，迫使诸活齿F在沿着活齿槽移动的同时又沿着中心轮K的齿廓滑滚，此时，若固定中心轮K，则活齿F可以推动活齿架G以等角速度ω_G转动，而若固定活齿架G，则活齿F可以推动中心轮K以等角速度ω_K转动，从而实现速度变换和功率传递。

相对于其他传动形式，活齿传动能够具有多齿啮合承载能力高、运动链短、结构紧凑和可省略摆线传动所依赖的W机构等优点。然而，现有的活齿传动装置，存在传动比较小、受力状态不合理等问题，这会影响活齿传动的传动效率以及传动可靠性。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的一个技术问题是：现有的活齿传动装置，传动比较小，受力状态不合理。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种活齿传动装置，一种活齿传动装置，其特征在于，包括旋转轴线共线且轴向并列设置的第一活齿传动机构和第二活齿传动机构，其中：

第一活齿传动机构包括第一偏心轮、第一活齿轮和第一中心轮，第一活齿轮包括具有第一活齿槽的第一活齿架和活动设置于第一活齿槽内的第一活齿，第一活齿动力连接于第一偏心轮和第一中心轮之间；

第二活齿传动机构包括第二偏心轮、第二活齿轮和第二中心轮，第二活齿轮包括具有第二活齿槽的第二活齿架和活动设置于第二活齿槽内的第二活齿，第二活齿动力连接于第二偏心轮和第二中心轮之间；

第一偏心轮和第二偏心轮相对于旋转轴线的相位角为180°地轴向固联形成双偏心激波器，双偏心激波器可转动设置并用作输入件，第一活齿架和第一中心轮中的一个与第二活齿架和第二中心轮中的一个轴向固联形成二联轮，第一活齿架和第一中心轮中的另一个固定设置用作固定件，第二活齿架和第二中心轮中的另一个可转动设置并用作输出件。

可选地，第一活齿架与第二活齿架轴向固联形成二联轮，第一中心轮用作固定件，且第二中心轮用作输出件。

可选地，第一活齿架与第二中心轮轴向固联形成二联轮，第一中心轮用作固定件，且第二活齿架用作输出件。

可选地，第一中心轮与第二活齿架轴向固联形成二联轮，第一活齿架用作固定件，且第二中心轮用作输出件。

可选地，第一中心轮与第二中心轮轴向固联形成二联轮，第一活齿架用作固定件，且第二活齿架用作输出件。

可选地，第一活齿传动机构还包括第一激波轴承，第一激波轴承设置于第一活齿与第一偏心轮之间，以使第一活齿通过第一激波轴承与第一偏心轮动力连接；和/或，第二活齿传动机构还包括第二激波轴承，第二激波轴承设置于第二活齿与第二偏心轮之间，以使第二活齿通过第二激波轴承与第二偏心轮动力连接；和/或，第一活齿传动机构还包括第一支承轴承，第一支承轴承设置于第一活齿架和第一中心轮中用作固定件的一个与第一偏心轮的转动轴之间；和/或，第二活齿传动机构还包括第二支承轴承，第二支承轴承设置于第二活齿架和第二中心轮中用作输出件的一个与第二偏心轮的转动轴之间。

可选地，活齿传动装置还包括壳体，壳体与第一活齿架和第一中心轮中用作固定件的一个固联，且壳体与第二活齿架和第二中心轮中用作输出件的一个可转动连接。

可选地，第一活齿传动机构与第二活齿传动机构的传动比不同。

可选地，二联轮浮动设置。

本实用新型另一方面还提供了一种机械设备，其包括本实用新型的活齿传动装置。

本实用新型包括两级活齿传动机构，因此，相对于只包括单级活齿传动机构的情况，本实用新型的活齿传动装置具有更大的传动比；而且，本实用新型将第一偏心轮和第二偏心轮设置为相对于旋转轴线的相位角为180°，这可以有效减小二联轮所承受的径向力，从而能够有效改善活齿传动装置的受力状态，进而可以提高活齿传动装置的传动可靠性，并延长活齿传动装置的使用寿命。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例进行详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出活齿传动的基本结构模型。

图2示出活齿传动的基本传动原理。

图3示出本实用新型第一实施例的活齿传动装置的结构示意图。

图4示出本实用新型第二实施例的活齿传动装置的结构示意图。

图5示出本实用新型第三实施例的活齿传动装置的结构示意图。

图6示出本实用新型第四实施例的活齿传动装置的结构示意图。

图中：

H、偏心轮；G、活齿架；F、活齿；K、中心轮；

11、第一偏心轮；12、第一中心轮；13、第一活齿；14、第一激波轴承；15、第一活齿架；

21、第二偏心轮；22、第二中心轮；23、第二活齿；24、第二激波轴承；25、第二活齿架；

3、第一支承轴承；4、第二支承轴承；

5、壳体；

61、第三支承轴承；62、轴承隔圈；63、第四支承轴承。

具体实施方式

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实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有开展创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

图3-6示出了本实用新型的四个实施例。参照图3-6，本实用新型所提供的活齿传动装置，包括旋转轴线共线且轴向并列设置的第一活齿传动机构和第二活齿传动机构，其中：

第一活齿传动机构包括第一偏心轮11、第一活齿轮和第一中心轮12，第一活齿轮包括具有第一活齿槽的第一活齿架15和活动设置于第一活齿槽内的第一活齿13，第一活齿13动力连接于第一偏心轮11和第一中心轮12之间；

第二活齿传动机构包括第二偏心轮21、第二活齿轮和第二中心轮22，第二活齿轮包括具有第二活齿槽的第二活齿架25和活动设置于第二活齿槽内的第二活齿23，第二活齿23动力连接于第二偏心轮21和第二中心轮22之间；

第一偏心轮11和第二偏心轮21轴向固联形成双偏心激波器，双偏心激波器可转动设置并用作输入件，第一偏心轮11和第二偏心轮21相对于旋转轴线的相位角为180°。第一活齿架15和第一中心轮12中的一个与第二活齿架25和第二中心轮22中的一个轴向固联形成二联轮，第一活齿架15和第一中心轮12中的另一个固定设置用作固定件，第二活齿架25和第二中心轮22中的另一个可转动设置并用作输出件。

其中，第一偏心轮11和第二偏心轮21相对于旋转轴线的相位角为180°，其含义在于，第一偏心轮11和第二偏心轮21分别向旋转轴线的相对的两侧偏心。

基于本实用新型的活齿传动装置，当动力输入时，双偏心激波器转动，能够使二联轮相对于固定件转动，并且第一活齿传动机构能够通过双偏心激波器和二联轮同时向第二活齿传动机构传递旋转运动，使得输出件能够在双偏心激波器和二联轮的驱动作用下产生旋转运动，实现转速和动力输出。可见，本实用新型的第一活齿传动机构相当于一个单级基本传动机构，第二活齿传功机构相当于一个单级差动传动机构，二者配合能够将输入的动力分成两路输出。

由于包括第一活齿传动机构和第二活齿传动机构这两级活齿传动机构，因此，相对于只包括单级活齿传动机构的情况，本实用新型的活齿传动装置具有更大的传动比；而且，本实用新型将第一偏心轮11和第二偏心轮21设置为相对于旋转轴线的相位角为180°，这样相对于第一偏心轮和第二偏心轮相对于旋转轴线的相位角为0°的情况，可以有效减小二联轮所承受的径向力，从而改善活齿传动装置的受力状态，提高活齿传动装置的传动可靠性，并延长活齿传动装置的使用寿命。

进一步地，由于相位角为180°的第一偏心轮11和第二偏心轮21，可以减小二联轮所承受的径向力，因此，本实用新型的二联轮可以浮动设置。由于浮动设置的二联轮无需与机架或壳体等固定连接，因此，可以进一步简化活齿传动装置的结构，降低活齿传动装置的成本。

图3示出了本实用新型的第一个实施例。

如图3所示，在该实施例中，活齿传动装置包括壳体5以及设置在壳体5内的第一活齿传动机构和第二活齿传动机构。

该实施例的第一活齿传动机构包括第一偏心轮11、第一活齿轮和第一中心轮12，第一活齿轮包括具有第一活齿槽的第一活齿架15和活动设置于第一活齿槽内的第一活齿13，第一活齿13动力连接于第一偏心轮11和第一中心轮12之间。具体地，由图3可知，第一活齿13与第一偏心轮11之间设有第一激波轴承14，第一激波轴承14实现第一活齿13与第一偏心轮11之间的动力连接，使得第一偏心轮11转动时，能够通过第一激波轴承14将动力传递至第一活齿13，带动第一活齿13在第一活齿槽中移动。

该实施例的第二活齿传动机构包括第二偏心轮21、第二活齿轮和第二中心轮22，第二活齿轮包括具有第二活齿槽的第二活齿架25和活动设置于第二活齿槽内的第二活齿23，第二活齿23动力连接于第二偏心轮21和第二中心轮22之间。具体地，由图3可知，第二活齿23与第二偏心轮21之间设有第二激波轴承24，第二激波轴承24实现第二活齿23与第二偏心轮21之间的动力连接，使得第二偏心轮21转动时，能够通过第二激波轴承24将动力传递至第二活齿23，带动第二活齿23在第一活齿槽中移动。

在该实施例中，第一活齿传动机构与第二活齿传动机构的旋转轴线共线，且二者沿着旋转轴线依次布置，使得二者沿着轴向并列设置；而且，该实施例的第一活齿传动机构与第二活齿传动机构相互配合形成双级活齿传动。

具体地，如图3所示，在该实施例中，第一偏心轮11和第二偏心轮21轴向固联形成用作输入件的双偏心激波器，第一活齿架15与第二活齿架25轴向固联形成二联轮，并且，第一中心轮12固定设置用作固定件，第二中心轮22可转动设置用作输出件。该设置使得第一活齿传动机构相当于一个单级基本传动机构，第二活齿传功机构相当于一个单级差动传动机构，当动力输入时，作为输入件的双偏心激波器转动，且双偏心激波器既能够将功率输入给第一活齿传动机构，又能够将功率输入给第二活齿传动机构，且传递至第一活齿传动机构和第二活齿传动机构的功率相同，其中，传递给第二活齿传动机构的功率直接由第二活齿传动机构输出，而传递给第一活齿传动机构的功率则将其中部分功率进一步传递给第二活齿传动机构，且经过第二活齿传动机构变换后与第二活齿传动机构自身接收到的功率汇合在一起进行输出，传动比更大，传动效率更高。

更具体地，由图3可知，在该实施例中，第一中心轮12与壳体15固联，这使得第一中心轮12成为固定设置的固定件，从而便于二联轮在双偏心激波器转动时相对于第一中心轮12旋转，进而实现由第一活齿传动机构向第二活齿传动机构的功率传递；双偏心激波器一方面通过设置于第一偏心轮11的转动轴与第一中心轮12之间的第一支承轴承3与第一中心轮12可转动连接，使得双偏心激波器能够相对于用作固定件的第一中心轮12转动，另一方面还通过设置于第二偏心轮21的转动轴与第二中心轮22之间的第二支承轴承4与第二中心轮22可转动连接，使得双偏心激波器能够相对于第二中心轮22转动，这样双偏心激波器可以用作可转动设置的输入件，将其与输入轴连接，即可实现由输入轴向该活齿减速装置的动力输入；第二中心轮22则一方面通过设置于第二中心轮22与双偏心激波器(具体为第二偏心轮21的转动轴)之间的第二支承轴承4支承于双偏心激波器上，使得第二中心轮22能够相对于双偏心激波器转动，另一方面还通过第三支承轴承61和第四支承轴承63与壳体5可转动连接，使得第二中心轮22能够相对于壳体5转动，这样第二中心轮22可以用作可转动设置的输出件，将其与输出轴连接，即可实现该活齿传动装置向输出轴的动力输出。而且，如图3所示，为了实现第三支撑轴承61和第四支承轴承64更好的定位，该实施例在第三支承轴承61和第四支承轴承63之间还设有轴承隔圈62，该轴承隔圈62将第三支承轴承61和第四支承轴承63隔开，对第三支承轴承61和第四支承轴承63起到定位作用。

需要说明的是，第一支承轴承3、第二支承轴承4、第三支承轴承61以及第四支承轴承63的设置位置并不局限于该第一实施例所示的，实际上，当固定件和输出件不同时，其设置位置也会相应变化，其中，第一支承轴承3只需设置在第一活齿架15和第一中心轮12中用作固定件的一个与第一偏心轮11的转动轴之间即可，第二支承轴承4只需设置在第二活齿架25和第二中心轮22中用作输出件的一个与第二偏心轮21的转动轴之间即可，第三支承轴承61和第四支承轴承63也只需设置在第二活齿架25和第二中心轮22中用作输出件的一个与壳体5之间即可，这一点可以结合图4-图6所示的另外三个实施例进一步理解。

而且，由图3可知，在该实施例中，第一偏心轮11和第二偏心轮21相对于旋转轴线具有180°的相位角，图3示出第一偏心轮11相对于旋转轴线向上侧偏心、第二偏心轮21相对于旋转轴线向下侧偏心的状态。基于该设置，有利于使整个双偏心激波器的质心位于回转中心上，减少转动过程中的离心惯性力，从而可以有效改善双偏心激波器及二联轮的径向受力，使得整个活齿传动装置的受力更加合理，进而能够延长双偏心激波器及二联轮的使用寿命，提高活齿传动装置的传动可靠性。进一步地，如图3所示，在该实施例中，二联轮并未支承于壳体5上，而是采用浮动设置，这样可以使得活齿传动装置的结构更加简单，制造成本更低，且这种浮动设置的二联轮具有良好的自适应型，可以有效降低对加工精度的要求，能够进一步降低成本。

另外，为了实现更顺畅的传动过程，并实现更多的传动比，在该实施例中，第一活齿传动机构和第二活齿传动机构可以设置为具有不同的传动比。

可见，该实施例的活齿传动装置，其不仅具有双级活齿传动机构，传动比较大，传动效率更高，还通过设置具有相位角为180°的两个偏心轮的双偏心激波器，使得受力状态更加合理，使用寿命得以延长，且通过将二联轮浮动设置，使得结构也更加简单紧凑。

由于通常用字母H表示偏心轮(激波器)，用G表示活齿架；用K表示中心轮，因此，该实施例的第一偏心轮11可以用H1表示，第一活齿架15可以用G1表示，第一中心轮12可以用K1表示，第二偏心轮21可以用H2表示，第二活齿架25可以用G2表示，第二中心轮22可以用K2表示，基于此，由于该实施例的双偏心激波器是由第一偏心轮11和第二偏心轮21轴向固联形成的，因此，该实施例的双偏心激波器也可以称为H1-H2型激波器，类似地，由于该实施例的二联轮是由第一活齿架15和第二活齿架25轴向固联形成的，因此，该实施例的二联轮也可以称为G1-G2型二联轮。

图4示出了本实用新型的第二个实施例。由图4可知，与第一实施例类似的，该第二实施例的活齿传动装置也包括由第一活齿传动机构的第一偏心轮11和第二活齿传动机构的第二偏心轮21轴向固联形成的双偏心激波器(H1-H2型激波器)、二联轮、固定件和输出件，而且双偏心激波器的第一偏心轮11和第二偏心轮21也相对于旋转轴线具有180°的相位角，且二联轮也浮动设置。但与第一实施例不同的，该第二实施例的二联轮不再为G1-G2型二联轮，而是采用G1-K2型二联轮，也即该二实施例的二联轮是由第一活齿架15和第二中心轮22轴向固联形成的，且该第二实施例以第一中心轮12作为固定件，以第二活齿架25作为输出件；与之相应地，在该第三实施例中，第一支承轴承3设置于第一偏心轮11的转动轴与用作固定件的第一中心轮12之间，第二支承轴承4设置于第二偏心轮21的转动轴与用作输出件的第二活齿架25之间，第三支承轴承61和第四支承轴承63设置于壳体5与用作输出件的第二活齿架25之间。该第二实施例的传动原理与第一实施例类似，可以参照第一实施例理解，此处不再赘述。

图5示出了本实用新型的第三个实施例。由图5可知，与第一实施例和第二实施例类似的，该第三实施例的活齿传动装置也包括由第一活齿传动机构的第一偏心轮11和第二活齿传动机构的第二偏心轮21轴向固联形成的双偏心激波器(H1-H2型激波器)、二联轮、固定件和输出件，而且双偏心激波器的第一偏心轮11和第二偏心轮21也相对于旋转轴线具有180°的相位角，且二联轮也浮动设置。但与第一实施例和第二实施例不同的，该第三实施例的二联轮不再为G1-G2型二联轮或G1-K2型二联轮，而是采用K1-G2型二联轮，也即该二实施例的二联轮是由第一中心轮12和第二活齿架25轴向固联形成的，且该第二实施例以第一活齿架15作为固定件，以第二中心轮22作为输出件；与之相应地，在该第三实施例中，第一支承轴承3设置于第一偏心轮11的转动轴与用作固定件的第一活齿架15之间，第二支承轴承4设置于第二偏心轮21的转动轴与用作输出件的第二中心轮22之间，第三支承轴承61和第四支承轴承63设置于壳体5与用作输出件的第二中心轮22之间。该第三实施例的传动原理也与第一实施例类似，也可以参照第一实施例理解，此处不再赘述。

图6示出了本实用新型的第四个实施例。由图6可知，与前三个实施例类似的，该第四实施例的活齿传动装置也包括由第一活齿传动机构的第一偏心轮11和第二活齿传动机构的第二偏心轮21轴向固联形成的双偏心激波器(H1-H2型激波器)、二联轮、固定件和输出件，而且双偏心激波器的第一偏心轮11和第二偏心轮21也相对于旋转轴线具有180°的相位角，且二联轮也浮动设置。但与前三个实施例不同的，该第四实施例的二联轮不再为G1-G2型二联轮、G1-K2型二联轮或K1-G2型二联轮，而是采用K1-K2型二联轮，也即该二实施例的二联轮是由第一中心轮12和第二中心轮22轴向固联形成的，且该第二实施例以第一活齿架15作为固定件，以第二活齿架25作为输出件；与之相应地，在该第四实施例中，第一支承轴承3设置于第一偏心轮11的转动轴与用作固定件的第一活齿架15之间，第二支承轴承4设置于第二偏心轮21的转动轴与用作输出件的第二活齿架25之间，第三支承轴承61和第四支承轴承63设置于壳体5与用作输出件的第二活齿架25之间。该第二实施例的传动原理也与第一实施例类似，也可以参照第一实施例理解，此处不再赘述。

综合上述四个实施例可以看出，本实用新型的活齿传动装置，将第一偏心轮11和第二偏心轮21轴向固联形成双偏心激波器，将第一活齿架15和第一中心轮12中的一个与第二活齿架25和第二中心轮22中的一个轴向固联形成二联轮，将第一活齿架15和第一中心轮12中的另一个固定设置形成固定件，将第二活齿架25和第二中心轮22中的另一个可转动设置形成输出件，可以实现传动比更大、传动效率更高的传动过程；且通过使双偏心激波器的两个偏心轮具有180°的相位角，使得受力状态更加合理，能够延长双偏心激波器和二联轮的使用寿命，提高活齿传动装置的工作可靠性。

基于本实用新型的活齿传动装置，本实用新型还提供了一种机械设备，其具有本实用新型的活齿传动装置。

以上所述仅为本实用新型的示例性实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。