CN106567911A - 内啮合传动机构 - Google Patents

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CN106567911A CN201610403994.0A CN201610403994A CN106567911A CN 106567911 A CN106567911 A CN 106567911A CN 201610403994 A CN201610403994 A CN 201610403994A CN 106567911 A CN106567911 A CN 106567911A
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Abstract

本发明提供了一种内啮合传动机构，包括：外轮，所述外轮内边缘上设有第一数量的圆弧齿，所述第一数量的圆弧齿围绕所述外轮内边缘设置；内轮，所述内轮外边缘上设有第二数量的齿，所述第二数量的齿围绕所述内轮外边缘设置，所述m>n；偏心转动装置，所述偏心转动装置能够使得所述内轮偏心布置；其中，所述外轮、内轮和偏心转动装置中的任意一者连接动力输入端，所述外轮、内轮和偏心转动装置中的任意另一者连接动力输出端，以通过外轮和内轮之间的啮合传动传输动力；并且其中，所述内轮上的齿型的设计使得在内轮和外轮啮合传动的任何时候，所述第二数量的齿中的一部分与所述第一数量的圆弧齿中的一部分啮合或接触，并且所述第二数量的齿的其余部分与所述第一数量的圆弧齿脱离。

Description

内啮合传动机构
技术领域
本发明大体上涉及内啮合传动机构。
背景技术
这部分是为了提供权利要求书中所详述的本发明的背景或环境。这里的描述可包括可能被寻求的构思，但不必是先前已被想到或寻求的构思。因此，除非这里另有说明，在这部分中所描述的内容并不是本申请说明书和权利要求书的现有技术，并且并不承认包括在这部分中的内容为现有技术。
与外啮合传动机构相比，内啮合传动机构体积较小，单级传动速比大，并且容易实现多齿啮合。对于内啮合传动机构而言，当内外轮的齿差数为1的时候，传动速比是最大的，但是这样的齿数差采用传统渐开线齿轮，内外轮之间存在干涉，导致外轮齿与内轮齿卡住，从而使得外轮与内轮不能转动。因此，对于内啮合传动机构而言，实现大传动速比时需要解决内外轮之间的干涉问题。
目前较为广泛使用的内啮合传动机构主要有谐波传动机构和摆线针轮传动机构等。谐波传动机构采用柔轮作为外齿轮进行传动，通过外齿轮的变形解决内外轮啮合的干涉，然而柔轮的制造难度较大，输出扭矩小，使得谐波传动机构难以广泛使用。
摆线针轮传动机构采用摆线轮作为内轮，通过摆线轮上的摆线轮廓与外轮上的滚针啮合进行传动，摆线轮廓为摆线(即，一个圆在一条定直线上滚动时，圆周上一个定点的轨迹)或经过修型以后的摆线。采用摆线轮廓能够实现内外轮啮合的无干涉，但是在内外轮相对转动的过程中，摆线轮上的轮廓始终与外轮上的滚针啮合。这样的啮合方式导致内外轮之间具有较大的摩擦力。为了减小该摩擦力，摆线针轮传动机构外轮上的滚针上通常采用针套，将滚针的滑动摩擦变成针套的滚动摩擦，但滚针两端支撑中间受力的布置方式使滚针受力时容易弯曲变形，使得摆线针轮减速机体积增大，承载能力小。
由于存在以上问题，无论是谐波传动机构还是摆线针轮传动机构都无法满足需要体积小、大速比、大功率或大扭矩输出的应用领域。
发明内容
本发明的目的是提供一种内啮合传动机构，其能够解决现有的内啮合传动机构存在的问题。
根据本发明的第一方面，本发明提供了一种内啮合传动机构，包括外轮和内轮。外轮的内边缘上设有第一数量的圆弧齿，所述第一数量的圆弧齿围绕所述外轮的内边缘设置。内轮的外边缘上设有第二数量的齿，所述第二数量的齿围绕所述内轮的外边缘设置，所述m>n。内轮上的每个齿包括：一个齿顶，齿顶的形状设计成在内轮与外轮啮合传动时，齿顶在任何时候与外轮上的圆弧齿都不接触；以及两个齿腰，分别连接在齿顶的两侧，齿腰的形状设计成在内轮与外轮啮合传动时，齿腰与外轮上的圆弧齿周期性地接触和分离，以使所述内轮上的齿与外轮上的圆弧齿之间在无干涉的情况下实现多齿同时啮合。所述内轮的外边缘上还包括数个齿根，将相邻的两个齿相连。
上述根据本发明第一方面的内啮合传动机构中，齿根为一段曲线或直线，齿顶为一段曲线或直线，以及齿腰是平滑的复合曲线，其由曲线、直线、圆弧及样条线中的一种或多种组成。
上述根据本发明第一方面的内啮合传动机构中，齿腰的一部分是曲线，该曲线是内轮与外轮啮合传动时，在设定的啮合区域内内轮齿和外轮上的圆弧齿的一系列啮合点形成的一段包络线，以使得在设定的啮合区域内多齿同时啮合并无干涉，而在设定的啮合区域外内轮齿与外轮上的圆弧齿无接触或啮合。
上述根据本发明第一方面的内啮合传动机构中，包络线的长度和在齿腰的位置取决于所期望的内轮上的齿与外轮上的圆弧齿的啮合数量和啮合区间。
上述根据本发明第一方面的内啮合传动机构中，形成所述齿顶的曲线或直线与所述齿腰的包络线通过过渡曲线光滑连接。
上述根据本发明第一方面的内啮合传动机构中，可以使得形成所述齿根的曲线或直线与所述齿腰的包络线通过过渡曲线和/或直线光滑连接，从而使得齿根在任何时候与外轮上的圆弧齿都不接触；也可以使得形成所述齿根的曲线与所述齿腰的包络线为同一根包络线。
上述根据本发明第一方面的内啮合传动机构中，还包括偏心转动装置，所述偏心转动装置能够驱动所述内轮，以使得所述内轮相对于所述外轮内边缘进行偏心平动和/或转动。
上述根据本发明第一方面的内啮合传动机构中，在所述内轮与外轮啮合传动的任何时候，所述第二数量的齿中的一部分与所述第一数量的圆弧齿中的一部分啮合或接触，并且所述第二数量的齿的其余部分与所述第一数量的圆弧齿脱离。
上述根据本发明第一方面的内啮合传动机构中，所述m-n＝a a∈(1,2,3...自然数)，在所述偏心转动装置转动一个周期时，内轮旋转a个齿的角度，且内轮的旋转方向与偏心转动装置转动方向相反。
上述根据本发明第一方面的内啮合传动机构中，所述外轮上的第一数量的圆弧齿为滚针。
上述根据本发明第一方面的内啮合传动机构中，偏心转动装置的偏心量d大于r/2，其中r是滚针半径。
上述根据本发明第一方面的内啮合传动机构中，所述外轮上的第一数量的圆弧齿为滚针；在内轮的齿与滚针的所有啮合位置，滚针中心到相对应的齿根上的任何一点的距离大于或等于滚针的半径。
上述根据本发明第一方面的内啮合传动机构中，所述外轮的内边缘上设有滚针安装槽，滚针槽的半径与滚针半径相同。
上述根据本发明第一方面的内啮合传动机构中，滚针的两端由滚针定位圈支撑，将滚针定位在外轮的滚针槽内，滚针在滚针槽内可以旋转。
上述根据本发明第一方面的内啮合传动机构中，在所述内轮与外轮啮合传动时，在所述内轮上的每一个齿顶与圆弧齿没有接触。
上述根据本发明第一方面的内啮合传动机构中，在所述内轮与外轮啮合传动时，在所述内轮上的每一个齿顶和每一个齿根与圆弧齿没有接触。
上述根据本发明第一方面的内啮合传动机构中，在所述偏心转动装置转动一个周期的过程中，所述内轮的每一个齿与所述外轮上的圆弧齿至少脱离一次。
上述根据本发明第一方面的内啮合传动机构中，所述内啮合传动机构设有至少四片平行布置的内轮。
上述根据本发明第一方面的内啮合传动机构中，在所述内轮与外轮啮合传动的任何时候，所述第一数量的圆弧齿与所述第二数量的齿啮合的数量小于所述圆弧齿的总数量的60％。
上述根据本发明第一方面的内啮合传动机构中，所述内啮合传动机构还包括行星架，所述内轮安装在所述行星架上，以在内轮和行星架之间传输动力。
上述根据本发明第一方面的内啮合传动机构中，所述行星架安装在所述外轮内部，并安装在所述偏心转动装置上。
根据本发明的第二方面，本发明提供了一种内啮合传动机构，包括：外轮，所述外轮内边缘上设有第一数量的圆弧齿，所述第一数量的圆弧齿围绕所述外轮内边缘设置；内轮，所述内轮外边缘上设有第二数量的齿，所述第二数量的齿围绕所述内轮外边缘设置，所述m>n；偏心转动装置，所述偏心转动装置能够使得所述内轮偏心布置；其中，所述外轮、内轮和偏心转动装置中的任意一者连接动力输入端，所述外轮、内轮和偏心转动装置中的任意另一者连接动力输出端，以通过外轮和内轮之间的啮合传动传输动力；并且其中，所述内轮上的齿型的设计使得在内轮和外轮啮合传动的任何时候，所述第二数量的齿中的一部分与所述第一数量的圆弧齿中的一部分啮合或接触，并且所述第二数量的齿的其余部分与所述第一数量的圆弧齿脱离。
上述根据本发明第二方面的内啮合传动机构中，内轮上的每个齿包括：一个齿顶，齿顶的形状设计成在内轮与外轮啮合传动时，齿顶在任何时候与外轮上的圆弧齿都不接触；以及两个齿腰，分别连接在齿顶的两侧，齿腰的形状设计成在内轮与外轮啮合传动时，齿腰与外轮上的圆弧齿周期性地接触和分离，以在所述内轮上的齿与外轮上的圆弧齿之间在无干涉的情况下实现多齿同时啮合；所述内轮的外边缘上还包括数个齿根，将相邻的两个齿相连。
上述根据本发明第二方面的内啮合传动机构中，齿根为一段曲线或直线；齿顶为一段曲线或直线；以及齿腰是平滑的复合曲线，其由曲线、直线、圆弧及样条线中的一种或多种组成。
上述根据本发明第二方面的内啮合传动机构中，所述齿腰的一部分是曲线，该曲线是内轮与外轮啮合传动时，在设定的啮合区域内内轮齿和外轮上的圆弧齿的一系列啮合点形成的一段包络线，以使得在设定的啮合区域内多齿同时啮合并无干涉，而在设定的啮合区域外内轮齿与外轮上的圆弧齿无接触或啮合。
上述根据本发明第二方面的内啮合传动机构中，包络线的长度和在齿腰的位置取决于所期望的内轮上的齿与外轮上的圆弧齿的啮合数量和啮合区间。
上述根据本发明第二方面的内啮合传动机构中，形成所述齿顶的曲线或直线与所述齿腰的包络线通过过渡曲线光滑连接。
上述根据本发明第二方面的内啮合传动机构中，可以使得形成所述齿根的曲线或直线与所述齿腰的包络线通过过渡曲线和/或直线光滑连接，从而使得齿根在任何时候与外轮上的圆弧齿都不接触；也可以使得形成所述齿根的曲线与所述齿腰的包络线为同一根包络线。
上述根据本发明第二方面的内啮合传动机构中，所述m-n＝a a∈(1,2,3...自然数)；在所述偏心转动装置转动一个周期(360度)时，内轮旋转a个齿的角度，且内轮的旋转方向与偏心转动装置转动方向相反。
上述根据本发明第二方面的内啮合传动机构中，所述外轮上的第一数量的圆弧齿为滚针。
上述根据本发明第二方面的内啮合传动机构中，所述外轮上的第一数量的圆弧齿为滚针，在内轮的齿与滚针的所有啮合位置，滚针中心到相对应的齿根上的任何一点的距离大于或等于滚针的半径。
上述根据本发明第二方面的内啮合传动机构中，偏心转动装置的偏心量d大于r/2，其中r是滚针半径。
上述根据本发明第二方面的内啮合传动机构中，所述外轮的内边缘上设有滚针安装槽，滚针槽的半径与滚针半径相同。
上述根据本发明第二方面的内啮合传动机构中，所述滚针的两端由滚针定位圈支撑，将滚针定位在外轮的滚针安装槽内，滚针在滚针安装槽内可以旋转。
上述根据本发明第二方面的内啮合传动机构中，在所述内轮与外轮上的圆弧齿啮合传动时，在所述内轮上的每一个齿顶与圆弧齿没有接触。
上述根据本发明第二方面的内啮合传动机构中，在所述内轮与外轮啮合传动时，在所述内轮上的每一个齿顶和每一个齿根与圆弧齿没有接触。
上述根据本发明第二方面的内啮合传动机构中，在所述偏心转动装置转动一个周期的过程中，所述内轮中的每一个齿与所述外轮上的圆弧齿至少脱离一次。
上述根据本发明第二方面的内啮合传动机构中，所述内啮合传动机构设有至少四片平行布置的内轮。
上述根据本发明第二方面的内啮合传动机构中，在所述内轮和外轮啮合传动的任何时候，所述第一复数个圆弧齿与所述第二复数个齿啮合的数量小于所述圆弧齿的总数量的60％。
上述根据本发明第二方面的内啮合传动机构中，所述内啮合传动机构还包括行星架，所述内轮安装在所述行星架上，以在内轮和行星架之间传输动力。
上述根据本发明第二方面的内啮合传动机构中，所述行星架安装在所述外轮内部，并安装在所述偏心转动装置上。
根据本发明的第三方面，本发明提供了一种内轮，用于在内啮合传动机构中与外轮啮合传动，所述内轮的外边缘上设有第二数量的齿，用于与所述外轮的内边缘上所设置的第一数量的圆弧齿啮合传动，所述第二数量的齿围绕所述内轮的外边缘设置，其中每个齿包括：一个齿顶，齿顶的形状设计成在内轮与外轮啮合传动时，齿顶在任何时候与外轮上的圆弧齿都不接触；以及两个齿腰，分别连接在齿顶的两侧，齿腰的形状设计成在内轮与外轮啮合传动时，齿腰与外轮周期性地接触和分离，以使所述内轮与外轮之间在无干涉的情况下实现多齿同时啮合；所述内轮的外边缘上还包括数个齿根，将相邻的两个齿相连。
上述根据本发明第三方面的内轮中，齿根为一段曲线或直线，齿顶为一段曲线或直线，以及齿腰是平滑的复合曲线，其由曲线、直线、圆弧及样条线中的一种或多种组成。
上述根据本发明第三方面的内轮中，所述齿腰的一部分是曲线，该曲线是内轮与外轮啮合传动时，在设定的啮合区域内内轮齿和外轮上的圆弧齿的一系列啮合点形成的一段包络线，以使得在设定的啮合区域内多齿同时啮合并无干涉，而在设定的啮合区域外内轮齿与外轮上的圆弧齿无接触或啮合。
上述根据本发明第三方面的内轮中，包络线的长度和在齿腰的位置取决于所期望的内轮上的齿与外轮上的圆弧齿的啮合数量和啮合区间。
上述根据本发明第三方面的内轮中，形成所述齿顶的曲线或直线与所述齿腰的包络线通过过渡曲线光滑连接。
上述根据本发明第三方面的内轮中，可以使得形成所述齿根的曲线或直线与所述齿腰的包络线通过过渡曲线和/或直线光滑连接，从而使得齿根在任何时候与外轮上的圆弧齿都不接触；也可以使得形成所述齿根的曲线与所述齿腰的包络线为同一根包络线。
与现有的内啮合传动机构相比，根据发明的内啮合传动机构由于能够很好地解决内外轮的干涉问题，并且内外轮之间的摩擦极小，因此具有传动机构的体积小、速比大以及输出扭矩大，且使用寿命长，传动效率高等优点。
附图说明
从下面结合附图的详细描述中，将更加全面地理解本发明，其中相似的参考标记表示相似的元件，附图中：
图1为本发明的内啮合传动机构轴向示意图；
图2为本发明的内轮的结构示意图；
图3A为本发明的内轮上齿型示意图；
图3B为本发明的内轮上的齿与外轮上的滚针啮合示意图；
图4A-4F为根据本发明的内啮合传动机构的简化的啮合示意图，这些图示出了在根据本发明的内啮合传动结构的偏心转动装置转动一周的过程中，内轮的齿与外轮上的滚针是如何啮合与分离的；
图5为根据本发明的内啮合传动机构的简化的啮合结构图，其示出了在偏心转动装置的两个不同的转动位置中，内轮所处的相应位置的对比；
图6为根据本发明的外轮的局部视图，其示出了外轮上用于安装滚针的结构；
图7A为根据本发明的内啮合传动机构的立体结构示意图；
图7B为根据本发明的内啮合传动机构的剖视图。
具体实施方式
下面将参考构成本说明书一部分的附图对本发明的各种具体实施方式进行描述。应该理解的是，虽然在本发明中使用表示方向的术语，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等描述本发明的各种示例结构部分和元件，但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的，基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本发明所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制。在可能的情况下，本发明中使用的相同或者相类似的附图标记指的是相同的部件。
根据本发明的内啮合传动机构如图1所示包括外轮102、内轮108和偏心转动装置116。偏心转动装置116布置在内轮108内部，外轮102布置在内轮108外部。内啮合传动机构还包括行星架400(图1未示出，请参见图7A和图7B)，内轮108通过行星架400实现传动啮合，并与行星架400整体布置在外轮102内部。通过这些部件的相互作用，能够实现外轮102和内轮108的啮合传动，从而能够实现减速或增速的目的。当需要实现减速时，偏心转动装置116作为高速输入机构，采用外轮102或行星架400将低速输出，其中当需要实现外轮102输出低速时，行星架400必须固定；当需要实现行星架400低速输出时，外轮102必须固定。当需要实现增速时，外轮102或行星架400作为低速输入机构，偏心转动装置116作为高速输出机构。本发明的内啮合传动机构可以实现多种减速和增速模式。为了更好地介绍本发明的内啮合传动机构，下面将结合通过偏心转动装置116作为高速输入，通过行星架400将低速输出的减速模式进行描述。在这种减速模式中，偏心转动装置116连接至外部的高速动力源，行星架400实现低速动力输出，而外轮102则固定不动。
如图1所示，在根据本发明的内啮合传动机构中，外轮102具有内边缘103，内边缘103上设有第一数量的圆弧齿104(i)(i＝1，2，…，m,)。内轮108具有外边缘109，外边缘109上设有第二数量的齿110(j)(j＝1，2，…，n)。外轮102的内边缘103形成容纳空间，以使内轮108能够偏心布置在其中，并使外轮102和内轮108能够通过外轮102上的第一数量的圆弧齿104(i)(i＝1，2，…，m,)和内轮108上的第二数量的齿110(j)(j＝1，2，…，n)进行啮合。
外轮102上的第一数量的圆弧齿104(i)(i＝1，2，…，m,)可以采用多种形式进行设置，例如可以是直接在外轮的内边缘上设计出的圆弧齿，也可以是在外轮的内边缘上安装的具有滚针形状的部件，此时滚针凸出于外轮102的内边缘的形状也是圆弧齿形状。除此以外，无论采用哪一种方式设置圆弧齿都是可以的，只要该圆弧齿的形状能够与内轮108上的齿产生啮合，从而使得内轮108与外轮102之间产生针齿啮合传动即可。根据本发明的一个实施例，第一数量的圆弧齿104(i)(i＝1，2，…，m,)采用滚针的形式，滚针安装在外轮102的内边缘103上设置的相应的滚针槽内。滚针的具体安装形式将在后面结合附图6详细介绍。根据本发明的一个示例，图1所示的即为滚针形式的圆弧齿，下面为了方便描述，以“滚针”替代“圆弧齿”来对本发明的实施例进行描述。
仍然如图1所示，内轮108的中心部位设有容纳空间以将偏心转动装置116容纳在其中，偏心转动装置116能够使内轮108偏置。内轮108通过偏心轴承(详见图7B)布置在偏心转动装置116上，内轮108上设置数个孔126，用来将内轮安装在行星架400(图中未示出)上。
当偏心转动装置116高速旋转时，内轮108通过偏心转动装置116实现平动，同时，由于外轮102上的滚针与内轮108上的齿的啮合关系及少齿差原理，内轮108实现低速转动(自转)，继而通过行星架实现低速动力输出。外轮上的滚针(即圆弧齿)的数量m大于内轮齿的数量n，从而形成少齿差啮合。其中，m-n＝a。根据本发明的一个示例，a＝1。当然a选取其它自然数也是可以的。
本发明的内啮合传动机构通过内轮108上的齿型设计，使得即使当外轮上的滚针的数量m与内轮齿的数量n差值为1(即一齿差)的时候，也能够实现内轮与滚针之间无干涉。也即，使所述内轮108上的齿与外轮102上的滚针之间在无干涉的情况下实现多齿同时啮合，从而通过内轮108上的齿与外轮102上的滚针实现内轮与外轮之间的啮合传动。并且本发明齿型的设计使得在内轮108和外轮102相对转动的任何时候，内轮108上的第二数量的齿110(j)(j＝1，2，…，n)只有一部分与外轮102上的滚针进行啮合，而其余部分与外轮102上的滚针脱离。下面结合图2和图3A详细介绍本发明内轮108上的齿型。
如图2所示的本发明内轮108的结构示意图，内轮108上的第二数量的齿110(j)(j＝1，2，…，n)围绕内轮的外边缘109设置。图3A为根据本发明的内轮的齿型示意图，该图示出了本发明内轮上的齿型。如图3A所示，每个齿具有一个齿顶202和连接在齿顶202的相对两侧的两个齿腰203。相邻的两个齿之间通过齿根201连接起来。齿根201、齿顶202和齿腰203共同构成了根据本发明的内轮的齿型。
图3B为根据本发明的内轮齿与滚针啮合的示意图，该图示出了一个滚针和与其相邻的左侧齿处于啮合状态。
本发明的齿顶202的形状设计成在内轮108与外轮102啮合传动时，齿顶202在任何时候与滚针都不接触(这一点将在后面结合附图4A-4G进行详细说明)。为此，如图3A和图3B所示，齿顶202设计为一段曲线或直线。作为一个示例，如图2所示，齿顶202设计为与内轮108的圆心同心的一段圆弧，也就是说，内轮108上的所有齿的齿顶202都位于与内轮108同心的一个圆上。
而齿腰203的形状则设计成在内轮108与外轮102相对转动时，齿腰203与滚针周期性地接触和分离，以使所述内轮108上的齿与外轮102上的滚针之间在无干涉的情况下实现多齿同时啮合，从而在内轮108和外轮102之间传递动力。为此，齿腰203设计为平滑的复合曲线，其由曲线、直线、圆弧及样条线中的一种或多种组合组成。其中，齿腰203的其中一部分为啮合曲线210，用于与滚针进行啮合。根据本发明的一个实施例，当滚针与内轮108进行啮合时，滚针仅与齿腰203上的啮合曲线210相接触，而不与齿腰203的其它部分相接触(这一点将在后面结合附图4A-4G进行详细说明)。作为一个示例，啮合曲线210是一种包络线，它是内轮108作平动和转动时，在设定的啮合区域(即啮合曲线区域)内内轮齿和滚针的一系列啮合点形成的一段连续曲线，以使得在设定的啮合区域内多齿同时啮合并无干涉，而在设定的啮合区域外内轮齿与滚针无接触或啮合。包络线的长度和在齿腰的位置取决于所期望的内轮齿与滚针的啮合数量和啮合区间。
本发明的齿根201也设计为一段圆弧曲线或直线。在内轮108与外轮102啮合传动时，本发明的齿根201可以与外轮102上的滚针接触，也可以与之不接触，这取决于滚针与内轮齿同时啮合的数量和啮合区间。当啮合区间涵盖齿根位置时，齿根201与齿腰203的啮合曲线210为同一根包络线，此时齿根201和齿腰203的啮合曲线210都与外轮102上的滚针接触。当啮合区间不涵盖齿根位置时，齿根201通过一段过渡曲线和/或直线214与相邻齿腰203的包络线(啮合曲线210)光滑连接，此时齿根201与外轮102上的滚针不接触，可以在一定程度上减小内外轮之间的摩擦。
根据本发明图3B所示的实施例，齿根201设计成在内轮108与外轮102相对转动时，齿根201在任何时候与滚针都不接触。从图3B可以清楚地看到，这样设计的滚针与其相邻的两个齿之间所处的啮合状态，滚针只与齿腰203接触(啮合)，而不与齿根201接触，即，滚针与齿根201是脱离的。从图3B中可以看到，滚针中心到齿根上的任何一点的距离d大于滚针的半径r。为此，如图3A所示，齿腰203还包括将啮合曲线210与齿根201光滑连接的一段过渡直线和/或曲线214。
此外，作为一个示例，如图3A所示，除了啮合曲线210之外，齿腰203还包括将齿腰203与齿顶202光滑连接的一段过渡曲线212。也就是说，在如图3A所示的实施例中，齿腰203从上到下依次包括一段过渡曲线212、一段啮合曲线210和一段过渡直线和/或曲线214。
当然，除了图3A所示出的示例以外，齿腰203还可以具有其它形状，只要能够保证滚针与内轮108能在齿腰203上实现连续啮合即可。
由于具有上述齿型设计，本发明的内啮合传动机构在内轮108和外轮102相对转动的任何时候，内轮108上的第二数量的齿110(j)(j＝1，2，…，n)只有一部分齿与外轮102上的滚针进行啮合，而其余部分齿与外轮102上的滚针脱离。并且，总是只有齿腰的一部分、或者只有齿腰的一部分和齿根与滚针进行啮合传动，齿顶与滚针不接触。因此，与传统摆线针轮传动相比较，啮合产生的摩擦大大减少。
这种啮合方式对于外轮上滚针的数量m与内轮齿的数量n差值为1(即一齿差)的时候，可以实现内轮与滚针之间无干涉。根据本发明的一个示例，在内轮108和外轮102相对转动的任何时候，内轮齿与滚针啮合的数量小于滚针总数m的60％。
然而，对于外轮上滚针的数量m与内轮齿的数量n差值大于1的情况，本发明的上述齿型同样可以达到减少齿的啮合数量进而减少摩擦的目的。
此外，本发明的内轮108的齿型设计是基于大偏心平动(与传统摆线传动相对而言)实现的(即偏心量大于传统摆线传动)。偏心转动装置116的偏心量将在下面结合图4H进行说明。
为了更好地理解内轮108上的齿与外轮102上的滚针的部分啮合状态，图4A-4G以简化的啮合示意图示出了在本发明的内啮合传动机构的偏心转动装置116转动一周(即转动角度T＝360°)的过程中，内轮的齿与外轮上的滚针是如何啮合与分离的。在这些简化的啮合示意图中，为了描述和理解的方便，假设外轮102只具有16个滚针，而内轮上具有15个齿，齿的数量比滚针的数量少一个。在每幅图中都标出了这16个滚针对应的编号1-16，以方便说明齿与滚针的部分啮合。此外，在偏心转动装置116、内轮108和滚针上或旁边还分别增加了箭头116A、108A和104A，以显示这三个部件在各附图中的相对位置变化，注意，每幅图中箭头在其对应的部件上的位置是固定不变的。
其中，图4A显示的是在偏心转动装置116的初始转动位置(即T＝0°)中内轮和外轮的啮合状态。在该位置，编号为2、3、4、5、13、14、15和16的这八个滚针与内轮108上对应的八个齿啮合，其余的滚针均与内轮108脱离。此时，偏心转动装置116、内轮108和滚针所对应的箭头116A、108A和104A的方向在一条直线上。
图4B显示的是偏心转动装置116顺时针转动67.5°(即T＝67.5°)时内轮和外轮的啮合状态，在该位置，编号为5、6、7、8和1、2、3、16这八个滚针与内轮108上对应的八个齿啮合，其余的滚针均与内轮108脱离。将图4B中的箭头与图4A中的箭头相比可知，偏心转动装置116在顺时针方向转动，而内轮108在偏心平动的同时，逆时针方向旋转了4.5°(少齿差原理)。
图4C显示的是偏心转动装置116转动135°(即T＝135°)时内轮和外轮的啮合状态，在该位置，编号为3、4、5、6和8、9、10、11这八个滚针与内轮108上相应的八个齿啮合，其余的滚针均与内轮脱离。
图4D显示的是偏心转动装置116转动180°(即T＝180°)时内轮和外轮的啮合状态，在该位置，编号为5、6、7、8和10、11、12、13这八个滚针与内轮108上相应的八个齿啮合，其余的滚针均与内轮脱离。
图4E显示的是偏心转动装置116转动247.5°(即T＝247.5°)时内轮和外轮的啮合状态，在该位置，编号为8、9、10、11和13、14、15、16这八个滚针与内轮108上相应的八个齿啮合，其余的滚针均与内轮脱离。
而图4F显示的是偏心转动装置116转动360°(即T＝360°)时内轮和外轮的啮合状态，在该位置，编号为13、14、15、16和2、3、4、5这八个滚针与内轮108上相应的八个齿啮合，其余的滚针均与内轮脱离，但内轮108上的标志108A显示内轮108已经逆时针旋转了24°，即一个齿的角度。
从图4A-4F可以看到，在内轮108和外轮102相对转动的任何时候，都只有一部分内轮的齿与滚针啮合，而其余的内轮齿与滚针是完全脱离的。在图4A-4F所示的示例中，在任何时候，与齿啮合的滚针数量占滚针总数的50％。并且，在偏心转动装置116转动一个周期(360°)的过程中，所述内轮108中的每一个齿与所述外轮102上的滚针至少脱离一次。
此外，将图4A和图4F进行比较可知，在偏心转动装置116顺时针转动一周的过程中，内轮108逆时针转动一个齿的角度。也就是说，在偏心转动装置116转动一周的过程中，内轮108会朝相反的方向自转a个齿的角度，其中a＝滚针数量(m)-内轮齿数量(n)。
图5是在图4A的基础上合并图4D形成的图，其中，用虚线示出了图4D中内轮的位置，从而图5示出了在偏心转动装置116旋转180°时内轮相对于初始位置(即T＝0°)产生的变化。从图5可以非常直观地看到，在偏心转动装置116转动的过程中，内轮108作偏心平动，并逆时针方向自转。
此外，如图5所示，偏心转动装置116对内轮108产生的偏心量为d。根据本发明的一个示例，偏心量d大于滚针半径r的一半,即，d>r/2。
本发明的内啮合传动机构由于能够实现部分内轮齿与滚针啮合，内外轮之间的摩擦较小，因此，本发明不需要采用针套安装在滚针上来减小摩擦，本发明的滚针直接安装在外轮上，即，滚针整体受力。此外，本发明的滚针在滚针槽内只有旋转，无需通过发生位移解决干涉问题。具体可参见图6所示的安装结构。
图6示出了外轮上用于安装滚针的结构。为了图示的清楚，图6仅示出了外轮的一小部分。如图6所示，外轮102的内边缘103上沿外轮轴向设有与滚针数量相同的滚针安装槽301，滚针槽301的半径与滚针半径相同。在槽的两端分别设有滚针定位圈302、304，用于在滚针安装在槽301中之后支撑滚针的两端，如此实现滚针定位。滚针在滚针槽301内可以旋转。滚针在整个长度方向上受力时都能由滚针槽支撑，滚针整体受力，受力时不会产生弯曲，从而能够传递大扭矩。
本发明的内啮合传动机构除了上面所提到的部件和结构以外，还具有其它安装件，图7A和图7B即示出了根据一个示例的内啮合传动机构的详细结构。其中，图7A示出了内啮合传动机构的立体结构示意图，而图7B示出了内啮合传动机构的剖视图。
根据本发明的一个示例，内啮合传动机构可以采用多个内轮108平行对称布置，其中，内轮的偏心方向可以相差180°，当然也可以相差90°、120°等。通过采用多个内轮，既可以实现动平衡，也可以实现输入轴两端的轴承受力对称抵消(零受力)，使输入轴运行平稳。当然，仅采用一个内轮也是可以工作的。无论采用几片内轮均在本申请的保护范围以内。
如图7B所示的内啮合传动机构具有四只并排布置的内轮108.1、108.2、108.3和108.4。为此，如图7B所示，偏心转动装置为偏心转轴116，偏心转轴116为一根有4段对称偏心的偏心段的曲轴，曲轴的偏心段分别为115.1、115.2、115.3和115.4，其中，中间的两个偏心段115.2和115.3为偏心方向相同的一组偏心段，旁边的两个偏心段115.1和115.4为偏心方向相同的一组偏心段，并且这两组偏心段的偏心方向相差180°。每个内轮108.1、108.2、108.3和108.4都通过一个偏心轴承114装在其对应的偏心段115.1、115.2、115.3和115.4上，形成4只平行布置的内轮，相邻内轮之间布置有内轮间隔环。
本发明的内啮合传动机构的行星架400包括第一输出端402、第二输出端401、行星架螺栓403、螺母404和输出销125。偏心转轴116布置在行星架400内，偏心转轴116的两端通过轴承分别布置在第一输出端402和第二输出端401内的中心孔内。第一输出端402和第二输出端401为两只法兰，通过行星架螺栓403和螺母404将两个输出端紧固形成一个中空的行星架400，行星架400内布置所述四只平行布置的内轮108.1、108.2、108.3和108.4，多根输出销125穿过4只平行布置的内轮108.1、108.2、108.3和108.4上的销孔，输出销125两端分别布置在第一输出端402和第二输出端401内，输出销125上布置有销套127；行星架400上的第一输出端402和第二输出端401通过主轴承布置在外轮102(或称为“外壳”)内侧的两端，并与外轮102之间布置有油封，防止内啮合传动机构内的润滑油泄漏。
下面，结合通过偏心转动装置116(即偏心转轴)输入动力并通过内轮108输出动力的减速模式，具体描述图7A和7B所示的机构是如何工作的。
在这种减速模式中，偏心转轴116与动力源(例如电机)连接在一起，行星架400与外部接收动力的装置连接在一起，外轮102与基座固定(即外轮被固定不动)。当电机启动工作时，偏心转轴116以与电机同样的转速旋转，并在旋转的过程中其偏心段115通过偏心轴承驱动内轮108作偏心平动。内轮108偏心平动的频率与偏心转轴116的转速相同。同时，内轮108上的齿与外轮102上的滚针产生啮合，使得内轮108产生转动(自转)。具体而言，由于内轮108的齿数与滚针数量的差值为a，根据内啮合少齿差原理，内轮108每平动一周(即偏心转轴116每转动360°)，将同时自转a个齿的角度，并且自转的方向与偏心转轴116的旋转方向相反。这在图4A-4H的图示中有非常直观的示意。随着内轮108的自转，内轮108的动力通过安装在内轮中的销125传递给行星架400，从而带动行星架400同时旋转，并通过行星架400的第一输出端401和/或第二输出端402将动力输出至外部装置。从而，通过图7A和7B所示的装置实现输入和输出之间的减速传动。
如同在前面所提到过的，本发明的内啮合传动机构除了上面所详细描述的减速模式以外，也可以将第一输出端402和第二输出端401固定，即将行星架400固定，当偏心转动装置116随电机旋转时，由于行星架400固定不动，内轮108只能产生偏心平动，平动过程中通过啮合驱动外轮102低速旋转并输出扭矩，且外轮102的转动方向与偏心转动装置116的旋转方向相同。另外，本发明的内啮合传动机构也可以实现增速效果，如果将第一输出端402或第二输出端401用于低速输入，外轮102与基座固定(或将第一输出端402或第二输出端401固定，外轮102用于低速输入)，偏心转轴116将以高速旋转，达到增速效果。
以上详细说明了本发明的内啮合传动机构的两种典型应用及其工作过程。外轮、内轮和偏心转动装置中的任意一者都可以连接动力输入端，且外轮、内轮和偏心转动装置中的任意另一者度可以连接动力输出端，以通过外轮和内轮之间的啮合传动传输动力。以上内容只是示例性的说明，而不是对本发明的应用的限制。本领域技术人员可以根据实际需要将本发明的内啮合传动机构应用于各种所需模式。
尽管参考附图中出示的具体实施方式将对本发明进行描述，但是应当理解，在不背离本发明教导的精神范围和背景下，本发明通过结构调整可以实现多种内轮的形式以及减速或增速形式。本领域技术普通技术人员还将意识到有不同的方式来改变本发明所公开的实施例中的参数，例如尺寸、形状、元件或材料的类型，均落入本发明权利要求的精神和范围内。

Claims (53)

1.一种内啮合传动机构，包括：
外轮(102)，所述外轮(102)的内边缘(103)上设有第一数量的圆弧齿(104(i)，i＝1，2，…，m)，所述第一数量的圆弧齿(104(i)，i＝1，2，…，m)围绕所述外轮的内边缘(103)设置；
内轮(108)，所述内轮(108)的外边缘(109)上设有第二数量的齿(110(j)，j＝1，2，…，n)，所述第二数量的齿(110(j)，j＝1，2，…，n)围绕所述内轮的外边缘(109)设置，所述m>n；
其特征在于：
每个齿(110(j)，(j＝1，2，…，n)包括：
一个齿顶(202)，齿顶(202)的形状设计成在内轮(108)与外轮(102)啮合传动时，齿顶(202)在任何时候与外轮(102)上的圆弧齿都不接触；以及
两个齿腰(203)，分别连接在齿顶(202)的两侧，齿腰(203)的形状设计成在内轮(108)与外轮(102)啮合传动时，齿腰(203)与外轮(102)上的圆弧齿周期性地接触和分离，以使所述内轮(108)上的齿与外轮(102)上的圆弧齿之间在无干涉的情况下实现多齿同时啮合；
所述内轮(108)的外边缘(109)上还包括数个齿根(201)，将相邻的两个齿相连。
2.如权利要求1所述的内啮合传动机构，其特征在于：
齿根(201)为一段曲线或直线；
齿顶(202)为一段曲线或直线；以及
齿腰(203)是平滑的复合曲线，其由曲线、直线、圆弧及样条线中的一种或多种组成。
3.如权利要求2所述的内啮合传动机构，其特征在于：
所述齿腰(203)的一部分是曲线，该曲线是内轮(108)与外轮(102)啮合传动时，在设定的啮合区域内内轮齿和外轮上的圆弧齿的一系列啮合点形成的一段包络线，以使得在设定的啮合区域内多齿同时啮合并无干涉，而在设定的啮合区域外内轮齿与外轮上的圆弧齿无接触或啮合。
4.如权利要求3所述的内啮合传动机构，其特征在于：
包络线的长度和在齿腰(203)的位置取决于所期望的内轮(108)上的齿与外轮(102)上的圆弧齿的啮合数量和啮合区间。
5.如权利要求3所述的内啮合传动机构，其特征在于：
形成所述齿顶(202)的曲线或直线与所述齿腰(203)的包络线通过过渡曲线(212)光滑连接。
6.如权利要求3所述的内啮合传动机构，其特征在于：
形成所述齿根(201)的曲线或直线与所述齿腰(203)的包络线通过过渡曲线和/或直线(214)光滑连接，齿根(201)在任何时候与外轮(102)上的圆弧齿都不接触。
7.如权利要求3所述的内啮合传动机构，其特征在于：
形成所述齿根(201)的曲线与所述齿腰(203)的包络线为同一根包络线。
8.如权利要求1所述的内啮合传动机构，其特征在于还包括：
偏心转动装置(116)，所述偏心转动装置(116)能够驱动所述内轮(108)，以使得所述内轮(108)相对于所述外轮内边缘(103)进行偏心平动和/或转动。
9.如权利要求1所述的内啮合传动机构，其特征在于：
在所述内轮(108)与外轮(102)啮合传动的任何时候，所述第二数量的齿(110(j)，j＝1，2，…，n)中的一部分与所述第一数量的圆弧齿(104(i)，i＝1，2，…，m)中的一部分啮合或接触，并且所述第二数量的齿(110(j)，j＝1，2，…，n)的其余部分与所述第一数量的圆弧齿(104(i)，i＝1，2，…，m)脱离。
10.如权利要求8所述的内啮合传动机构，其特征在于：
所述m-n＝a a∈(1,2,3...自然数)；
在所述偏心转动装置(116)转动一个周期(360度)时，内轮(108)旋转a个齿的角度，且内轮(108)的旋转方向与偏心转动装置(116)转动方向相反。
11.如权利要求1所述的内啮合传动机构，其特征在于：
所述外轮(102)上的第一数量的圆弧齿(104(i)，i＝1，2，…，m)为滚针。
12.如权利要求9所述的内啮合传动机构，其特征在于还包括：
偏心转动装置(116)，所述偏心转动装置(116)能够驱动所述内轮(108)，以使得所述内轮(108)相对于所述外轮内边缘(103)进行偏心平动和/或转动；
所述偏心转动装置(116)的偏心量d大于r/2，其中r是滚针半径。
13.如权利要求1所述的内啮合传动机构，其特征在于：
所述外轮(102)上的第一数量的圆弧齿(104(i)，i＝1，2，…，m)为滚针；
在内轮(108)的齿与滚针的所有啮合位置，滚针中心到相对应的齿根(201)上的任何一点的距离大于或等于滚针的半径。
14.如权利要求11所述的内啮合传动机构，其特征在于：
所述外轮(102)的内边缘(103)上设有滚针安装槽(301)，滚针槽(301)的半径与滚针半径相同。
15.如权利要求14所述的内啮合传动机构，其特征在于：
滚针的两端由滚针定位圈(302,304)支撑，将滚针定位在外轮的滚针槽(301)内，滚针在滚针槽(301)内可以旋转。
16.如权利要求1所述的内啮合传动机构，其特征在于：
在所述内轮(108)与外轮(102)啮合传动时，在所述内轮(108)上的每一个齿顶(202)与圆弧齿没有接触。
17.如权利要求6所述的内啮合传动机构，其特征在于：
在所述内轮(108)与外轮(102)啮合传动时，在所述内轮(108)上的每一个齿顶(202)和每一个齿根(201)与圆弧齿没有接触。
18.如权利要求1所述的内啮合传动机构，其特征在于：
在所述偏心转动装置(116)转动一个周期的过程中，所述内轮(108)的每一个齿与所述外轮(102)上的圆弧齿至少脱离一次。
19.如权利要求1所述的内啮合传动机构，其特征在于：
所述内啮合传动机构设有至少四片平行布置的内轮(108.1,108.2,108.3,108.4)。
20.如权利要求1所述的内啮合传动机构，其特征在于：
在所述内轮(108)与外轮(102)啮合传动的任何时候，所述第一数量的圆弧齿(104(i)，i＝1，2，…，m)与所述第二数量的齿(110(j)，j＝1，2，…，n)啮合的数量小于所述圆弧齿的总数量的60％。
21.如权利要求1所述的内啮合传动机构，其特征在于：
所述内啮合传动机构还包括行星架(400)，所述内轮(108)安装在所述行星架(400)上，以在内轮(108)和行星架(400)之间传输动力。
22.如权利要求21所述的内啮合传动机构，其特征在于：
所述行星架(400)安装在所述外轮(102)内部，并安装在所述偏心转动装置(116)上。
23.一种内啮合传动机构，其特征在于包括：
外轮(102)，所述外轮内边缘(103)上设有第一数量的圆弧齿(104(i)，i＝1，2，…，m)，所述第一数量的圆弧齿(104(i)，i＝1，2，…，m)围绕所述外轮内边缘(103)设置；
内轮(108)，所述内轮外边缘(109)上设有第二数量的齿(110(j)，j＝1，2，…，n)，所述第二数量的齿(110(j)，j＝1，2，…，n)围绕所述内轮外边缘(109)设置，所述m>n；
偏心转动装置(116)，所述偏心转动装置(116)能够使得所述内轮(108)偏心布置；
其中，所述外轮(102)、内轮(108)和偏心转动装置(116)中的任意一者连接动力输入端，所述外轮(102)、内轮(108)和偏心转动装置(116)中的任意另一者连接动力输出端，以通过外轮(102)和内轮(108)之间的啮合传动传输动力；
并且其中，所述内轮(108)上的齿型的设计使得在内轮(108)和外轮(102)啮合传动的任何时候，所述第二数量的齿(110(j)，j＝1，2，…，n)中的一部分与所述第一数量的圆弧齿(104(i)，i＝1，2，…，m)中的一部分啮合或接触，并且所述第二数量的齿(110(j)，j＝1，2，…，n)的其余部分与所述第一数量的圆弧齿(104(i)，i＝1，2，…，m)脱离。
24.如权利要求23所述的齿轮内啮合传动机构，其特征在于：
内轮上的每个齿(110(j)，(j＝1，2，…，n)包括：
一个齿顶(202)，齿顶(202)的形状设计成在内轮(108)与外轮(102)啮合传动时，齿顶(202)在任何时候与外轮(102)上的圆弧齿都不接触；以及
两个齿腰(203)，分别连接在齿顶(202)的两侧，齿腰(203)的形状设计成在内轮(108)与外轮(102)啮合传动时，齿腰(203)与外轮上的圆弧齿周期性地接触和分离，以在所述内轮(108)上的齿与外轮(102)上的圆弧齿之间在无干涉的情况下实现多齿同时啮合；
所述内轮(108)的外边缘(109)上还包括数个齿根(201)，将相邻的两个齿相连。
25.如权利要求24所述的内啮合传动机构，其特征在于：
齿根(201)为一段曲线或直线；
齿顶(202)为一段曲线或直线；以及
齿腰(203)是平滑的复合曲线，其由曲线、直线、圆弧及样条线中的一种或多种组成。
26.如权利要求25所述的内啮合传动机构，其特征在于：
所述齿腰(203)的一部分是曲线，该曲线是内轮(108)与外轮(102)啮合传动时，在设定的啮合区域内内轮齿和外轮上的圆弧齿的一系列啮合点形成的一段包络线，以使得在设定的啮合区域内多齿同时啮合并无干涉，而在设定的啮合区域外内轮齿与外轮上的圆弧齿无接触或啮合。
27.如权利要求26所述的内啮合传动机构，其特征在于：
包络线的长度和在齿腰(203)的位置取决于所期望的内轮(108)上的齿与外轮(102)上的圆弧齿的啮合数量和啮合区间。
28.如权利要求26所述的内啮合传动机构，其特征在于：
形成所述齿顶(202)的曲线或直线与所述齿腰(203)的包络线通过过渡曲线(212)光滑连接。
29.如权利要求26所述的内啮合传动机构，其特征在于：
形成所述齿根(201)的曲线或直线与所述齿腰(203)的包络线通过过渡曲线和/或直线(214)光滑连接，齿根(201)在任何时候与外轮(102)上的圆弧齿都不接触。
30.如权利要求26所述的内啮合传动机构，其特征在于：
形成所述齿根(201)的曲线与所述齿腰(203)的包络线为同一根包络线。
31.如权利要求23所述的内啮合传动机构，其特征在于：
所述m-n＝a a∈(1,2,3...自然数)；
在所述偏心转动装置(116)转动一个周期(360度)时，内轮(108)旋转a个齿的角度，且内轮(108)的旋转方向与偏心转动装置(116)转动方向相反。
32.如权利要求23所述的内啮合传动机构，其特征在于：
所述外轮(102)上的第一数量的圆弧齿(104(i)，i＝1，2，…，m)为滚针。
33.如权利要求24所述的内啮合传动机构，其特征在于：
所述外轮(102)上的第一数量的圆弧齿(104(i)，i＝1，2，…，m)为滚针；
在内轮(108)的齿与滚针的所有啮合位置，滚针中心到相对应的齿根(201)上的任何一点的距离大于或等于滚针的半径。
34.如权利要求23所述的内啮合传动机构，其特征在于：
偏心转动装置(116)的偏心量d大于r/2，其中r是滚针半径。
35.如权利要求32所述的内啮合传动机构，其特征在于：
所述外轮(102)的内边缘(103)上设有滚针安装槽(301)，滚针槽(301)的半径与滚针半径相同。
36.如权利要求35所述的内啮合传动机构，其特征在于：
所述滚针(104(i)，i＝1，2，…，m)的两端由滚针定位圈(302，304)支撑，将滚针定位在外轮(102)的滚针安装槽(301)内，滚针在滚针安装槽(301)内可以旋转。
37.如权利要求24所述的内啮合传动机构，其特征在于：
在所述内轮(108)与外轮(102)上的圆弧齿啮合传动时，在所述内轮(108)上的每一个齿顶(202)与圆弧齿没有接触。
38.如权利要求29所述的内啮合传动机构，其特征在于：
在所述内轮(108)与外轮(102)啮合传动时，在所述内轮(108)上的每一个齿顶(202)和每一个齿根(201)与圆弧齿没有接触。
39.如权利要求23所述的内啮合传动机构，其特征在于：
在所述偏心转动装置(116)转动一个周期的过程中，所述内轮(108)中的每一个齿与所述外轮(102)上的圆弧齿至少脱离一次。
40.如权利要求23所述的内啮合传动机构，其特征在于：
所述内啮合传动机构设有至少四片平行布置的内轮(108.1,108.2,108.3,108.4)。
41.如权利要求23所述的内啮合传动机构，其特征在于：
在所述内轮(108)和外轮(102)啮合传动的任何时候，所述第一复数个圆弧齿(104(i)，i＝1，2，…，m)与所述第二复数个齿(110(j)，j＝1，2，…，n)啮合的数量小于所述圆弧齿的总数量的60％。
42.如权利要求23所述的内啮合传动机构，其特征在于：
所述内啮合传动机构还包括行星架(400)，所述内轮(108)安装在所述行星架(400)上，以在内轮(108)和行星架(400)之间传输动力。
43.如权利要求42所述的内啮合传动机构，其特征在于：
所述行星架(400)安装在所述外轮(102)内部，并安装在所述偏心转动装置(116)上。
44.一种内轮(108)，用于在内啮合传动机构中与外轮(102)啮合传动，所述内轮的外边缘(109)上设有第二数量的齿(110(j)，j＝1，2，…，n)，用于与所述外轮的内边缘(103)上所设置的第一数量的圆弧齿(104(i)，i＝1，2，…，m)啮合传动，所述第二数量的齿(110(j)，j＝1，2，…，n)围绕所述内轮的外边缘(109)设置，其中每个齿(110(j)，(j＝1，2，…，n)包括：
一个齿顶(202)，齿顶(202)的形状设计成在内轮(108)与外轮(102)啮合传动时，齿顶(202)在任何时候与外轮(102)上的圆弧齿都不接触；以及
两个齿腰(203)，分别连接在齿顶(202)的两侧，齿腰(203)的形状设计成在内轮(108)与外轮(102)啮合传动时，齿腰(203)与外轮(102)周期性地接触和分离，以使所述内轮(108)与外轮(102)之间在无干涉的情况下实现多齿同时啮合；
所述内轮(108)的外边缘(109)上还包括数个齿根(201)，将相邻的两个齿相连。
45.如权利要求44所述的内轮，其特征在于：
齿根(201)为一段曲线或直线；
齿顶(202)为一段曲线或直线；以及
齿腰(203)是平滑的复合曲线，其由曲线、直线、圆弧及样条线中的一种或多种组成。
46.如权利要求44所述的内啮合传动机构，其特征在于：
所述齿腰(203)的一部分是曲线，该曲线是内轮(108)与外轮(102)啮合传动时，在设定的啮合区域内内轮齿和外轮上的圆弧齿的一系列啮合点形成的一段包络线，以使得在设定的啮合区域内多齿同时啮合并无干涉，而在设定的啮合区域外内轮齿与外轮上的圆弧齿无接触或啮合。
47.如权利要求46所述的内啮合传动机构，其特征在于：
包络线的长度和在齿腰(203)的位置取决于所期望的内轮(108)上的齿与外轮(102)上的圆弧齿的啮合数量和啮合区间。
48.如权利要求46所述的内啮合传动机构，其特征在于：
形成所述齿顶(202)的曲线或直线与所述齿腰(203)的包络线通过过渡曲线(212)光滑连接。
49.如权利要求46所述的内啮合传动机构，其特征在于：
形成所述齿根(201)的曲线或直线与所述齿腰(203)的包络线通过过渡曲线和/或直线(214)光滑连接，齿根(201)在任何时候与外轮(102)上的圆弧齿都不接触。
50.如权利要求46所述的内啮合传动机构，其特征在于：
形成所述齿根(201)的曲线与所述齿腰(203)的包络线为同一根包络线。
51.一种内啮合传动机构，包括权利要求1-22中任意一个技术特征或者技术特征的任意组合。
52.一种内啮合传动机构，包括权利要求23-43中任意一个技术特征或者技术特征的任意组合。
53.一种内轮，包括权利要求44-50中任意一个技术特征或者技术特征的任意组合。
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