[发明专利]内啮合传动机构

说明书

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。