内啮合传动机构的制作方法

本申请涉及传动机构，更具体地涉及一种内啮合传动机构。

背景技术：

现有的内啮合传动机构主要有行星齿轮传动、谐波传动以及摆线针轮传动等。其中，行星齿轮传动主要采用渐开线齿轮啮合，外轮内齿和内轮外齿之间的齿数差较大时才能避免干涉，单级传动速比小。谐波传动也是采用渐开线齿轮啮合，可以实现一齿差或二齿差啮合，但需要采用柔轮作为内轮外齿。通过内轮外齿的变形才能解决干涉问题，柔轮的承载能力小，抗冲击能力小，使得谐波传动难以广泛使用。而摆线传动主要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之间的啮合，可以实现一齿差内啮合，但每个滚针上必须采用滑套轴承才能减少摆线轮与滚针之间的摩擦。上述所有传动中的齿型啮合都为线接触啮合，啮合时齿面接触应力大，容易产生磨损或齿面脱落，同时齿面承载能力小。

技术实现要素：

本申请提供一种内啮合传动机构，其包括外轮和内轮。所述外轮的内边缘上设有第一数量的外轮内齿。每个所述外轮内齿包括外轮内齿齿顶和关于所述外轮内齿齿顶对称的外轮内齿齿腰，外轮内齿齿腰包括啮合部。所述内轮的外边缘上设有第二数量的内轮外齿。每个所述内轮外齿包括内轮外齿齿顶和关于所述内轮外齿齿顶对称的内轮外齿齿腰，所述内轮外齿齿腰包括啮合部。所述第一数量大于所述第二数量。其中，所述内轮布置在所述外轮内，并且相对于所述外轮偏心旋转，所述内轮与所述外轮通过所述内轮外齿齿腰的啮合部与所述外轮内齿齿腰的啮合部的啮合形成内啮合传动。其中，所述外轮内齿齿腰的啮合部与所述内轮外齿齿腰的啮合部为具有形状相同并且重合的曲面，并且所述外轮内齿齿腰和所述内轮外齿齿腰被设计为：在所述外轮与所述内轮啮合传动的任何时刻，所述内轮外齿中的至少一个内轮外齿能够与所述外轮内齿相啮合，并且对于与所述外轮内齿相啮合的每一个所述内轮外齿，随着所述内轮的偏心旋转，至少一个所述内轮外齿齿腰与所述外轮内齿齿腰能够形成面接触式啮合，所述内轮外齿齿腰与所述外轮内齿齿腰接触时所形成的接触面积能够逐渐增大，再过渡到逐渐减小，逐渐分离。

本申请提供一种新的齿型啮合，内轮外齿与外轮内齿之间的啮合为面接触啮合。其完全不同于传统渐开线齿型线接触啮合的传动原理，并且能够实现一齿差内啮合传动，单级传动速比大。由于内轮外齿与外轮内齿之间的啮合为面接触啮合，因此能够使得内啮合传动机构的传动平稳、噪音低、齿面应力小，寿命长、抗冲击能力强。

通过考虑下面的具体实施方式、附图和权利要求，本申请的其它的特征、优点和实施例可以被阐述或变得显而易见。此外，应当理解，上述实用新型内容和下面的具体实施方式均为示例性的，并且旨在提供进一步的解释，而不限制要求保护的本申请的范围。然而，具体实施方式和具体实例仅指示本申请的优选实施例。对于本领域的技术人员来说，在本申请的精神和范围内的各种变化和修改将通过该具体实施方式变得显而易见。

附图说明

本申请的特征和优点可通过参照附图阅读以下详细说明得到更好地理解，在整个附图中，相同的附图标记表示相同的部件，其中：

图1a为根据本申请的一个实施例的内啮合传动机构的部分剖切示意图；

图1b为图1a所示的内啮合传动机构的轴向截面示意图；

图2为图1a所示的外轮与内轮的啮合示意图；

图3为图2所示的外轮的结构示意图；

图4为图2所示的内轮的结构示意图；

图5a示出了外轮内齿与内轮外齿处于未啮合状态的示意图；

图5b-5d示出了外轮内齿与内轮外齿在进入啮合的过程中处于部分啮合状态的示意图；

图5e示出了内轮外齿与外轮内齿处于完全啮合状态的示意图；

图5f-5h示出了内轮外齿与外轮内齿在脱开的过程中处于部分啮合状态的示意图；

图5i示出了外轮内齿与内轮外齿处于未啮合状态的示意图；

图6a为图2所示的外轮与内轮的第一具体产品示例的放大图；

图6b为图6a所示的外轮的示意图；

图6c为图6a所示的内轮的示意图；

图6d为图6a所示的第一具体产品示例中，在外轮的径向截面上，啮合段的放大图；

图7a为图2所示的外轮与内轮的第二具体产品示例的放大图；

图7b为图7a所示的外轮的示意图；

图7c为图7a所示的内轮的示意图；

图7d为图7a所示的第二具体产品示例中，在外轮的径向截面上，啮合段的放大图；

图8a为图2所示的外轮与内轮的第三具体产品示例的放大图；

图8b为图8a所示的外轮的示意图；

图8c为图8a所示的内轮的示意图；

图8d为图8a所示的第三具体产品示例中，在外轮的径向截面上，啮合段的放大图；

图9a为图2所示的外轮与内轮的第四具体产品示例的放大图；

图9b为图9a所示的外轮的示意图；

图9c为图9a所示的内轮的示意图；

图9d为图9a所示的第四具体产品示例中，在外轮的径向截面上，啮合段的放大图。

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申请的各种具体实施方式进行描述。应该理解的是，虽然在本申请中使用表示方向的术语，诸如“左”、“右”、“内”和“外”等方向或方位性的描述本申请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。由于本申请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。在以下的附图中，同样的零部件使用同样的附图号，相似的零部件使用相似的附图号。

本申请中所使用的诸如“第一”和“第二”等序数词仅仅用于区分和标识，而不具有任何其他含义，如未特别指明则不表示特定的顺序，也不具有特定的关联性。例如，术语“第一法兰体”本身并不暗示“第二法兰体”的存在，术语“第二法兰体”本身也不暗示“第一法兰体”的存在。

图1a为根据本申请的一个实施例的内啮合传动机构100的部分剖切示意图，图1b为图1a所示的内啮合传动机构100的轴向截面示意图，以示出内啮合传动机构100中各部件的具体结构。如图1a-1b所示，内啮合传动机构100包括外轮102、行星架101、并排布置的四片内轮121,122,123,124和偏心轴112。行星架101、并排布置的四片内轮121,122,123,124和偏心轴112均布置在外轮102内。

具体来说，偏心轴112为具有中心轴线x的空心轴。偏心轴112的外圆周上设有四个偏心部132,134,136,138。其中偏心部132和偏心部138为偏心方向相同的一组偏心段，偏心部134和偏心部136为偏心方向相同的另一组偏心段，并且这两组偏心段的偏心方向相差180°。四片内轮121,122,123,124分别套设在偏心轴112的四个偏心部132,134,136,138上，形成四片平行布置的内轮，从而使得四片内轮121,122,123,124能够相对于中心轴线x产生平动。

四片内轮121,122,123,124的外边缘上设有内轮外齿，内轮外齿与设置在外轮102的内边缘上的外轮内齿相啮合。当偏心轴112带动四片内轮121,122,123,124平动且外轮102固定时，内轮外齿与外轮102的外轮内齿相啮合，从而使得内轮121,122,123,124平动的同时产生转动。这样，内轮121,122,123,124能够实现偏心旋转(即，在平动的同时进行转动)。换句话说，当内轮121,122,123,124偏心旋转时，内轮121,122,123,124的中心轴线(未示出)能够围绕中心轴线x转动。

行星架101包括第一法兰体104、第二法兰体106、连接部件109和传输部件108。四片内轮121,122,123,124由行星架101支撑并夹持在行星架101中。第一法兰体104和第二法兰体106分别布置在内轮121,122,123,124的两侧。第一法兰体104和第二法兰体106通过连接部件109刚性连接在一起，以将四片内轮121,122,123,124保持在第一法兰体104和第二法兰体106之间。传输部件108贯穿四片内轮121,122,123,124上的孔，并连接第一法兰体104和第二法兰体106。传输部件108能够将内轮121,122,123,124的运动传递给第一法兰体104和第二法兰体106，从而使得第一法兰体104和第二法兰体106转动。需要说明的是，由于第一法兰体104和第二法兰体106通过轴承安装在外轮102上，因而传输部件108带动第一法兰体104和第二法兰体106绕中心轴线x转动，而不使第一法兰体104和第二法兰体106发生平动。

本申请的内啮合传动机构100能够实现减速或增速目的。当需要实现减速时，四片内轮121,122,123,124高速运动，而外轮102或行星架101低速运动。当外轮102作为扭矩输出部件(即，与被驱动部件相连接)时，行星架101必须被固定。当行星架101作为扭矩输出部件时，外轮102必须被固定。当需要实现增速时，外轮102或行星架101低速运动，四片内轮121,122,123,124作为扭矩输出部件高速运动。为了便于描述，下文中以将以四片内轮121,122,123,124高速运动、外轮102固定不动、并且行星架101作为扭矩输出部件低速运动为例进行描述，其动力传递关系大致如下所述：

内啮合传动机构100中的偏心轴112与驱动机构(未示出)相连接。驱动机构驱动偏心轴112转动。由于外轮102固定不动，并且由于外轮102的外轮内齿与内轮121,122,123,124的内轮外齿之间的啮合关系，偏心轴112的转动能够带动套设在其上的内轮121,122,123,124平动并转动。传输部件108将内轮121,122,123,124的转动和扭矩传递给第一法兰体104和第二法兰体106，并带动第一法兰体104和第二法兰体106转动。第一法兰体104和第二法兰体106与被驱动设备(未示出)相连接，从而实现变速和扭矩输出。

由于四个内轮121,122,123,124的结构相似，下面以内轮121为例来描述内轮121的内轮外齿与外轮102的外轮内齿之间的结构关系：

图2为图1a所示的外轮102与内轮121的啮合示意图。如图2所示，外轮102具有中心轴线o。中心轴线o与偏心轴112的中心轴线x同轴布置。内轮121偏心布置在外轮102中。具体来说，内轮121具有中心轴线n1。中心轴线n1与外轮102的中心轴线o平行布置，并且距离为e。其中偏心量e大于零(参见虚线框a的放大图)。外轮102的内边缘上设有第一数量的外轮内齿300。内轮121的外边缘上设有第二数量的内轮外齿400。其中，第一数量大于第二数量。

图3为图2所示的外轮102的结构示意图。如图3所示，外轮102为直齿轮。第一数量的外轮内齿300围绕外轮102的内边缘设置。每个外轮内齿300的结构均相同。相邻的两个外轮内齿300由外轮内齿齿底322相互连接。

每个外轮内齿300包括外轮内齿齿顶302和两个外轮内齿齿腰314,316。在外轮102的径向截面上，外轮内齿齿顶302为一段光滑曲线或直线。两个外轮内齿齿腰314,316分别位于外轮内齿齿顶302的两侧，并且关于外轮内齿齿顶302对称布置，且完全对称相同。具体来说，外轮内齿齿腰314位于外轮内齿齿顶302的左侧，而外轮内齿齿腰316位于外轮内齿齿顶302的右侧。

对于左侧的外轮内齿齿腰314来说，外轮内齿齿腰314由啮合段336(即，啮合部336)、过渡段332和过渡段334构成。其中，啮合段336能够在啮合过程中与内轮外齿400形成面接触。过渡段332用于使啮合段336和外轮内齿齿底322相连接。过渡段334用于使啮合段336和外轮内齿齿顶302相连接。在外轮102的径向截面上，过渡段332和过渡段334为一段光滑曲线或直线，啮合段336为一段光滑曲线，并且啮合段336的曲线方向朝齿外凸出。换句话说，啮合段336的曲线方向朝向外轮102的中心轴线o凸出。外轮内齿齿腰314被配置为，当外轮102与内轮121相啮合时，过渡段332和过渡段334不与内轮121接触。

相似地，对于右侧的外轮内齿齿腰316来说，外轮内齿齿腰316由啮合段346(即，啮合部346)、过渡段342和过渡段344构成。其中，啮合段346能够在啮合过程中与内轮外齿400形成面接触。过渡段342用于使啮合段346和外轮内齿齿底322相连接。过渡段344用于使啮合段346和外轮内齿齿顶302相连接。在外轮102的径向截面上，过渡段342和过渡段344为一段光滑曲线或直线，啮合段346为一段光滑曲线，并且啮合段346的曲线方向朝齿外凸出。换句话说，啮合段346的曲线方向朝向外轮102的中心轴线o凸出。外轮内齿齿腰316被配置为，当外轮102与内轮121相啮合时，过渡段342和过渡段344不与内轮121接触。

相邻的外轮内齿300与外轮内齿300之间形成凹部355，用于接收内轮外齿400。更具体地说，外轮内齿300的外轮内齿齿腰316、外轮内齿齿底322与相邻的外轮内齿300的外轮内齿齿腰314之间形成凹部355。凹部355两侧的外轮内齿齿腰316和外轮内齿齿腰314关于外轮内齿中心线x对称。每个凹部355的外轮内齿中心线x通过外轮102的中心轴线o与形成凹部355的外轮内齿齿底322的中点。外轮内齿300与内轮外齿400的啮合关系将在下文中具体阐述。

图4为图2所示的内轮121的结构示意图。如图4所示，内轮121也为直齿轮。第二数量的内轮外齿400围绕内轮121的外边缘设置。每个内轮外齿400的结构均相同。相邻的两个内轮外齿400由内轮外齿齿底422相互连接。

每个内轮外齿400包括内轮外齿齿顶402和两个内轮外齿齿腰414,416。在内轮121的径向截面上，内轮外齿齿顶402为一段光滑曲面或直线。两个内轮外齿齿腰414,416分别位于内轮外齿齿顶402的两侧，并且关于内轮外齿齿顶402对称布置，且完全对称相同。具体来说，内轮外齿齿腰414位于内轮外齿齿顶402的左侧，而内轮外齿齿腰416位于内轮外齿齿顶402的右侧。

对于左侧的内轮外齿齿腰414来说，内轮外齿齿腰414由啮合段436(即，啮合部436)、过渡段432和过渡段434构成。其中，啮合段436能够在啮合过程中与外轮内齿300形成面接触。过渡段432用于使啮合段436和内轮外齿齿底422相连接。过渡段434用于使啮合段436和内轮外齿齿顶402相连接。在外轮102的径向截面上，过渡段432和过渡段434为一段光滑曲线或直线，啮合段436为一段光滑曲线，并且啮合段436的曲线方向朝齿内凹陷。换句话说，啮合段436的曲线方向朝向内轮121的中心轴线n1凹陷。并且，啮合段436的曲面形状与啮合段346的曲面形状相同并且重合。换句话说，啮合段436的曲面形状与啮合段346的曲面形状能够互补。内轮外齿齿腰414被配置为，当外轮102与内轮121相啮合时，过渡段432和过渡段434不与外轮102接触。

相似地，对于右侧的内轮外齿齿腰416来说，内轮外齿齿腰416由啮合段446(即，啮合部446)、过渡段442和过渡段444构成。其中，啮合段446能够在啮合过程中与外轮内齿300形成面接触。过渡段442用于使啮合段446和内轮外齿齿底422相连接。过渡段444用于使啮合段446和内轮外齿齿顶402相连接。在外轮102的径向截面上，过渡段442和过渡段444为一段光滑曲线或直线，啮合段446为一段光滑曲线，并且啮合段446的曲线方向朝齿内凹陷。换句话说，啮合段446的曲线方向朝向内轮121的中心轴线n1凹陷。并且，啮合段446的曲面形状与啮合段336的曲面形状相同并且重合。换句话说，啮合段446的曲面形状与啮合段336的曲面形状能够互补。内轮外齿齿腰416被配置为，当外轮102与内轮121相啮合时，过渡段442和过渡段444不与外轮102接触。其中，每个内轮外齿400的内轮外齿齿腰414和内轮外齿齿腰416关于内轮外齿中心线y对称。内轮外齿中心线y通过内轮121的中心轴线n1与内轮外齿齿顶402的中点。

需要说明的是，在外轮102的径向截面上，本申请的啮合段336、啮合段346、啮合段436和啮合段446不是渐开线。

下面结合图2-图4来描述外轮102与内轮121的啮合状态。具体来说，当内轮121相对于外轮102运动，即内轮121在外轮102中偏心旋转(平动和转动)时，内轮121的内轮外齿400与外轮102的外轮内齿300的啮合状态包括部分啮合状态和完全啮合状态。对于任意一个内轮121的内轮外齿400来说，外轮内齿中心线x与内轮外齿中心线y重合时其处于完全啮合状态。而在完全啮合状态之前和之后，该内轮外齿400都处于部分啮合状态。对于任意一个内轮121的内轮外齿400从未啮合状态(或分离状态)开始、变化到部分啮合状态、变化到完全啮合状态、再过渡到部分啮合状态至未啮合状态(即，分离状态)的变化将在图5a-5i中具体描述。

还需要说明的是，本申请中的外轮102与内轮121在任一时刻有至少一个内轮外齿400与外轮内齿300进行啮合。作为一个示例，外轮102与内轮121被设计为：在任一时刻，仅有一个内轮外齿400与外轮内齿300进行啮合，而其他的内轮外齿400均不与外轮内齿300产生啮合。作为另一个示例，外轮102与内轮121被设计为：在任一时刻，有三个相邻的内轮外齿400与外轮内齿300进行啮合，而其他的内轮外齿400均不与外轮内齿300产生啮合。

下面结合图5a-5i来描述内轮121的内轮外齿400与外轮内齿300从未啮合状态(或分离状态)开始、变化到部分啮合状态、变化到完全啮合状态、再过渡到部分啮合状态至未啮合状态(或分离状态)的啮合和分离过程图。在图5a-5i所示的啮合过程中，内轮外齿400与外轮内齿300形成相对运动。在本实施例中，外轮内齿300保持固定不动，内轮沿顺时针方向(如图5a中箭头所示)在外轮102中偏心旋转(即，沿顺时针方向平动的同时沿逆时针方向转动)。本领域的人应该理解，图5a-5i来描述内轮121的内轮外齿400与外轮内齿300的逐渐接触、接触部逐渐增大、完全啮合、然后接触部逐渐减小、直至分离的过程可以用高速照相的技术在内轮外齿400与外轮内齿300相对高速旋转的过程中观察到。应该说明地是，这个过程是一个连续的过程，在本说明书中，为了便于描述，将这个动态连续的过程的接触部分割成不同的时间段来具体描述。本领域的人能够理解，图5a-5i是内轮外齿400和外轮内齿300沿径向的剖视图。在沿径向的剖视图中以示意性的点接触来表示内轮外齿400和外轮内齿300的线接触，而在沿径向的剖视图中以示意性的线接触来表示内轮外齿400和外轮内齿300面接触。

图5a示出了外轮内齿300与内轮外齿400处于未啮合状态(即，相互脱开或相互分离)的示意图。从图5a中可以看出，外轮内齿300与内轮外齿400未接触。更具体地说，内轮外齿齿腰414的啮合段436和内轮外齿齿腰416的啮合段446均不与外轮内齿齿腰316的啮合段346和外轮内齿齿腰314的啮合段336接触。

图5b-5d示出了外轮内齿300与内轮外齿400在进入啮合的过程中处于部分啮合状态的示意图。对于内轮外齿400左侧的内轮外齿齿腰414和外轮内齿300左侧的外轮内齿齿腰316来说，在从图5a所示的状态至5b所示的状态的过程中，随着内轮继续沿顺时针方向在外轮102中偏心旋转，相比于图5a所示的状态，啮合段436与啮合段346之间的距离逐渐减小，但内轮外齿齿腰414仍未与外轮内齿300左侧的外轮内齿齿腰316接触。

对于内轮外齿400右侧的内轮外齿齿腰416和外轮内齿300右侧的外轮内齿齿腰314来说，在从图5a所示的状态至5b所示的状态的过程中，啮合段446逐渐靠近啮合段336，直到如图5b所示，啮合段446与啮合段336开始形成接触部。接触部可以是线接触也可以是面接触。更具体地说，该接触部由位于或大致位于啮合段446的顶部与啮合段336的上部的接触形成。该接触部在其径向截面上的投影示出为接触部位(或接触点)a。

对于内轮外齿400左侧的内轮外齿齿腰414和外轮内齿300左侧的外轮内齿齿腰316来说，在从图5b所示的状态至5c所示的状态的过程中，啮合段436与啮合段346之间的距离继续逐渐减小，但啮合段436仍未与啮合段346接触。相比于图5b所示的状态，5c所示的状态中的啮合段436与啮合段346的距离更近。

对于内轮外齿400右侧的内轮外齿齿腰416和外轮内齿300右侧的外轮内齿齿腰314来说，在从图5b所示的状态至5c所示的状态的过程中，啮合段446与啮合段336之间的接触部的接触面积逐渐增大。在如图5c所示的状态下，啮合段446与啮合段336的接触部在其径向截面上的投影为线段b-c。更具体地说，在从图5b至5c所示的过程中，啮合段446与啮合段336之间的接触部的逐渐增大，可以是接触面的增大，也可以是由线接触变为面接触。并且这种面接触不是由于齿轮之间的受力变形而产生，而是啮合段446与啮合段336被配置为具有形状相同并且重合的曲面实现的。在啮合段446与啮合段336的接触部(或面积)逐渐增大的过程中，内轮外齿400相对于外轮内齿300向上移动，从而使得啮合段446相对于啮合段336向上移动。此时，接触部位(或接触点)b大致位于啮合段446的顶部与啮合段336的上部，但其在啮合段336上的位置相比于图5b所示的以前的接触部位(或接触点)a更靠近外轮内齿齿底322。

对于内轮外齿400左侧的内轮外齿齿腰414和外轮内齿300左侧的外轮内齿齿腰316来说，在从图5c所示的状态至5d所示的状态的过程中，啮合段436逐渐靠近啮合段346从而使得在如图5d所示的状态，啮合段436与啮合段346开始形成接触部。更具体地说，该接触部由位于或大致位于啮合段436的顶部与啮合段346的上部的接触形成。该接触部在其径向截面上的投影示出为接触部位(或接触点)a。

对于内轮外齿400右侧的内轮外齿齿腰416和外轮内齿300右侧的外轮内齿齿腰314来说，在从图5c所示的状态至5d所示的状态的过程中，啮合段446与啮合段336之间的接触部的接触面积继续逐渐增大。在如图5d所示的状态下，啮合段446与啮合段336接触部的接触面在其径向截面上的投影为线段d-e。更具体地说，在从图5c至5d所示的过程中，啮合段446与啮合段336的接触部的接触面积继续逐渐增大，内轮外齿400继续相对于外轮内齿300向上移动，从而使得啮合段446相对于啮合段336向上移动。此时，接触部位(或接触点)d大致位于啮合段446的顶部与啮合段336的上部，但其在啮合段336上的位置相比于图5c所示的以前的接触部位(或接触点)b更靠近外轮内齿齿底322。

图5e示出了内轮外齿400与外轮内齿300处于完全啮合状态的示意图。对于内轮外齿400左侧的内轮外齿齿腰414和外轮内齿300左侧的外轮内齿齿腰316来说，在从图5d至5e所示的过程中，随着内轮继续沿顺时针方向在外轮102中偏心旋转，啮合段436与啮合段346之间的接触部的接触面积逐渐增大。在如图5e所示的状态下，啮合段436与啮合段346的接触部在其径向截面上的投影为线段b-c。此时啮合段436与啮合段346重合。更具体地说，在从图5d所示的状态至5e所示的状态的过程中，啮合段436与啮合段346之间的接触部的逐渐增大，可以是接触面的增大，也可以是由线接触变为面接触。并且这种面接触不是由于齿轮之间的受力变形而产生，而是啮合段436与啮合段346被配置具有形状相同并且重合的曲面实现的。在内轮外齿400相对于外轮内齿300偏心旋转的过程中，啮合段436相对于啮合段346向上移动，直到接触部位(或接触点)b位于啮合段436与啮合段346的顶部，并且接触部位(或接触点)c位于啮合段436与啮合段346的底部。此时，啮合段436与啮合段346重合(啮合)在一起。

对于内轮外齿400右侧的内轮外齿齿腰416和外轮内齿300右侧的外轮内齿齿腰314来说，在从图5d所示的状态至5e所示的状态的过程中，啮合段446与啮合段336之间的接触部的接触面积也继续逐渐增大。在如图5e所示的状态下，啮合段446与啮合段336的接触部在其径向截面上的投影为线段f-g。此时，啮合段446与啮合段336重合。更具体地说，在从图5d所示的状态至5e所示的状态的过程中，内轮外齿400继续相对于外轮内齿300向上移动，直到接触部位(或接触点)f位于啮合段446与啮合段336的顶部，并且接触部位(或接触点)g位于啮合段446与啮合段336的底部。此时，啮合段446与啮合段336重合(啮合)在一起。

由此，在如图5e所示的状态下，当啮合段436与啮合段346重合(啮合)在一起并且啮合段446与啮合段336重合(啮合)在一起时，外轮内齿中心线x与内轮外齿中心线y重合，内轮外齿400与外轮内齿300处于完全啮合状态。

图5f-5h示出了内轮外齿400与外轮内齿300在脱开的过程中处于部分啮合状态的示意图。对于内轮外齿400左侧的内轮外齿齿腰414和外轮内齿300左侧的外轮内齿齿腰316来说，在从图5e至5f所示的过程中，随着内轮继续沿顺时针方向在外轮102中偏心旋转，啮合段436与啮合段346的下部开始脱开，从而使得内轮外齿齿腰414与外轮内齿齿腰316之间的接触部的接触面积逐渐减小。在如图5f所示的状态下，啮合段436与啮合段346的接触部在其径向截面上的投影为线段d-e。更具体地说，在从图5e至5f所示的过程中，内轮外齿400相对于外轮内齿300向下移动，从而使得啮合段436相对于啮合段346向下移动。此时，接触部位(或接触点)d大致位于啮合段436与啮合段346的上部，但其在啮合段346上的位置相比于图5e所示的以前的接触部位(或接触点)b更远离外轮内齿齿底322。接触部位(或接触点)e大致位于啮合段436与啮合段346的中部，相比于图5e所示的以前的接触部位(或接触点)c更接近外轮内齿齿底322。

对于内轮外齿400右侧的内轮外齿齿腰416和外轮内齿300右侧的外轮内齿齿腰314来说，在从图5e至5f所示的过程中，随着内轮继续沿顺时针方向在外轮102中偏心旋转，啮合段336与啮合段446的下部开始脱开，从而使得啮合段336与啮合段446之间的接触部的接触面积逐渐减小。在如图5f所示的状态下，啮合段336与啮合段446的接触部在其径向截面上的投影为线段h-i。更具体地说，在从图5e至5f所示的过程中，内轮外齿400相对于外轮内齿300向下移动，从而使得啮合段446相对于啮合段336向下移动。此时，接触部位(或接触点)h大致位于啮合段336与啮合段446的上部，但其在啮合段446上的位置相比于图5e所示的以前的接触点部位(或接触g)更远离外轮内齿齿底322。接触部位(或接触点)i大致位于啮合段336与啮合段446的下部，相比于图5e所示的以前的接触部位(或接触点)g更接近外轮内齿齿底322。

还需要说明的是，由于内轮继续沿顺时针方向在外轮102中偏心旋转，因此啮合段436与啮合段346之间的脱开程度要大于啮合段336与啮合段446之间的脱开程度。换句话说，啮合段436与啮合段346之间接触部的接触面积小于啮合段336与啮合段446之间的接触面积。也就是说，接触部位(或接触点)e相比于接触部位(或接触点)i更接近外轮内齿齿底322。

对于内轮外齿400左侧的内轮外齿齿腰414和外轮内齿300左侧的外轮内齿齿腰316来说，在从图5f所示的状态至5g所示的状态的过程中，随着内轮继续沿顺时针方向在外轮102中偏心旋转，啮合段436与啮合段346的下部继续脱开，从而使得啮合段436与啮合段346之间的接触部的接触面积逐渐减小，直到如图5g所示，该接触部由大致位于啮合段436的顶部与啮合段346的上部的接触形成。该接触部(或接触线)在其径向截面上的投影示出为接触部位(或接触点)f。

对于内轮外齿400右侧的内轮外齿齿腰416和外轮内齿300右侧的外轮内齿齿腰314来说，在从图5f所示的状态至5g所示的状态的过程中，随着内轮继续沿顺时针方向在外轮102中偏心旋转，啮合段336与啮合段446的下部继续脱开，从而使得啮合段336与啮合段446之间的接触部的接触面积继续逐渐减小。在如图5g所示的状态下，啮合段336与啮合段446的接触部在其径向截面上的投影为线段j-k。更具体地说，在从图5f至5g所示的过程中，内轮外齿400相对于外轮内齿300向下移动，从而使得啮合段446相对于啮合段336向下移动。此时，接触部位(或接触点)j大致位于啮合段336与啮合段446的上部，但其在啮合段336上的位置相比于图5f所示的以前的接触部位(或接触点)h更远离外轮内齿齿底322。接触部位(或接触点)k大致位于啮合段336与啮合段446的下部，但其在啮合段336上的位置相比于图5f所示的以前的接触部位(或接触点)i更接近外轮内齿齿底322。

对于内轮外齿400左侧的内轮外齿齿腰414和外轮内齿300左侧的外轮内齿齿腰316来说，在从图5g所示的状态至5h所示的状态的过程中，随着内轮继续沿顺时针方向在外轮102中偏心旋转，啮合段436与啮合段346的下部继续脱开，直到如图5h所示，啮合段436与啮合段346不互相接触。

对于内轮外齿400右侧的内轮外齿齿腰416和外轮内齿300右侧的外轮内齿齿腰314来说，在从图5g所示的状态至5h所示的状态的过程中，随着内轮继续沿顺时针方向在外轮102中偏心旋转，啮合段336与啮合段446的下部继续脱开。更具体地说，该接触部由大致位于啮合段336与啮合段446的上部的接触形成。该接触在其径向截面上的投影示出为接触部位(或接触点)l。

图5i示出了外轮内齿300与内轮外齿400处于未啮合状态(即，相互脱开)的示意图。对于内轮外齿400左侧的内轮外齿齿腰414和外轮内齿300左侧的外轮内齿齿腰316来说，在从图5h所示的状态至5i所示的状态的过程中，随着内轮继续沿顺时针方向在外轮102中偏心旋转，啮合段436与啮合段346保持不接触，并且，啮合段436与啮合段346之间的距离逐渐增大。在从图5h所示的状态至5i所示的状态的过程中，对于内轮外齿400右侧的内轮外齿齿腰416和外轮内齿300右侧的外轮内齿齿腰314来说，随着内轮继续沿顺时针方向在外轮102中偏心旋转，啮合段336与啮合段446完全脱开(不接触)。

由此，从上述啮合过程可以看出，从开始啮合至完全啮合状态的过程中，内轮外齿400左侧的内轮外齿齿腰414和外轮内齿300左侧的外轮内齿齿腰316的接触部的接触面积以及内轮外齿400右侧的内轮外齿齿腰416和外轮内齿300右侧的外轮内齿齿腰314的接触部的接触面积在径向截面上的投影都逐渐增长(参见图5a-5e)，直到完全啮合状态下达到最大值(参见图5e)。从完全啮合状态至脱离啮合的过程中，内轮外齿400左侧的内轮外齿齿腰414和外轮内齿300左侧的外轮内齿齿腰316的接触部的接触面积以及内轮外齿400右侧的内轮外齿齿腰416和外轮内齿300右侧的外轮内齿齿腰314的接触部的接触面积在径向截面上的投影都从最大值逐渐减小(参见图5e-5i)。

此外，在从开始啮合至完全啮合状态，并且从完全啮合状态至脱离啮合的过程中，内轮外齿400左侧的内轮外齿齿腰414和外轮内齿300左侧的外轮内齿齿腰316，以及内轮外齿400右侧的内轮外齿齿腰416和外轮内齿300右侧的外轮内齿齿腰314均被配置为：在接触部的接触面积逐渐增大，再过渡到逐渐减小。

本申请中所说的面接触是指，当内轮外齿400与外轮内齿300处于完全啮合状态时，在内轮外齿400与外轮内齿300的径向截面上，内轮外齿齿腰414与外轮内齿齿腰316的接触线的长度至少大于内轮外齿齿腰414的长度的1％，并且内轮外齿齿腰416与外轮内齿齿腰314的接触线的长度至少大于内轮外齿齿腰416的长度的1％。换句话说，内轮121的啮合段436与啮合段446的长度至少分别大于内轮外齿齿腰414与内轮外齿齿腰416的长度的1％。

虽然图5a-5i只示出了一个内轮外齿400与外轮内齿300从未啮合状态至完全啮合状态又到未啮合状态的具体位置关系，但本领域的技术人员可以理解，当内轮121在外轮102中偏心旋转360°的过程中，内轮121中的内轮外齿400与外轮102中的外轮内齿300能够顺次啮合，内轮121中的任一个内轮外齿400在与外轮内齿300啮合时均会具有上述啮合过程。

在传统的内啮合传动机构中，内轮外齿与外轮内齿通常使用摆线与滚针或者渐开线与渐开线之间的啮合，从而使得内轮外齿与外轮内齿之间形成线接触啮合。线接触啮合的接触面积非常小，近乎于零。当内轮外齿与外轮内齿传动时，由于线啮合的面积近乎于零，因此内轮外齿与外轮内齿啮合时产生的的齿面应力非常大。极大的应力会使齿轮表面剥落，内轮外齿与外轮内齿的寿命短，并且使得内啮合传动机构的传动不够平稳。

本申请的内啮合传动机构100中的内轮外齿与外轮内齿之间能够形成面啮合。面啮合的接触面积大大超过传统的内啮合传动机构中的线啮合的接触面积。作为一个示例，在内轮外齿与外轮内齿的径向截面上，本申请的内啮合传动机构100的面啮合的接触线长度为0.1mm。如果传统的内啮合传动机构中的线啮合的接触线长度具有一定的长度，比如，在应力计算时设定为0.001mm(应力计算时齿面接触面积不能设定为零，否则齿面应力将为无穷大)，本申请的线接触长度将是线啮合的接触长度的100倍。由此，本申请的面啮合的内轮外齿与外轮内齿之间的应力是传统的线啮合的内轮外齿与外轮内齿之间的应力的0.01倍。这能够极大地减小内轮外齿与外轮内齿之间的应力，从而避免齿轮产生磨损、断裂等状况。这也能够使内轮外齿与外轮内齿因应力产生的热量减小，从而使得内啮合传动机构100的稳定性更好，使用寿命更长。作为一个示例，使用本申请的内啮合传动机构制造的减速器以1500rpm的转速在额定载荷下运行1000小时后，减速器内的润滑油依然保持原有的颜色，而传统的内啮合传动机构的减速器在相同的运行条件下运行后，减速器内的润滑油会发黑。这说明了相对于现有技术中使用摆线与滚针或渐开线与渐开线之间的啮合传动，本申请的内轮外齿与外轮内齿之间的面接触啮合，齿面应力小，并且产生的热量及磨损都小。

需要说明的是，本申请中所述的“外轮内齿齿腰的啮合部与内轮外齿齿腰的啮合部为具有形状相同并且重合的曲面”中的“重合”既包括完全重合(即，啮合部与啮合部100％重合)，也包括大体上重合。大体上重合与完全重合的差别是：大体上重合是由制造、加工、装配等引起的精度误差而引起的。本领域的技术人员可以理解，这种由制造、加工、装配等引起的精度误差不会影响啮合部与啮合部形成面接触，并且该精度误差不会影响本申请的内啮合传动机构实现上文中所描述的技术效果。

图6a为图2所示的外轮102与内轮121的第一具体产品示例的放大图，以示出了外轮102与内轮121的配合状态；图6b为图6a所示的外轮102的示意图；图6c为图6a所示的内轮121的示意图；图6d为图6a所示的第一具体产品示例中，在外轮102的径向截面上，啮合段336的放大图。在图6a-6d中，图6a-图6c以1：30的比例绘出的放大图示出了图2所示的外轮102与内轮121的第一具体示例。在该第一具体示例中，外轮102的齿数为36，内轮121的齿数为35，即外轮102与内轮121的齿数差值为1(即一齿差)。外轮102与内轮121之间的偏心量e为2mm。齿的模数为2.4mm。内轮外齿400与外轮内齿300的齿顶高为2.4mm。图6d以1:1500的比例绘出了在外轮102的径向截面上，啮合段336的具体曲线。

图7a为图2所示的外轮102与内轮121的第二具体产品示例的放大图，以示出了外轮102与内轮121的配合状态；图7b为图7a所示的外轮102的示意图；图7c为图7a所示的内轮121的示意图；图7d为图7a所示的第二具体产品示例中，在外轮102的径向截面上，啮合段336的放大图。在图7a-7d中，图7a-图7c以1：30的比例绘出的放大图示出了图2所示的外轮102与内轮121的第二具体示例。在该第二具体示例中，外轮102的齿数为60，内轮121的齿数为59，即外轮102与内轮121的齿数差值为1(即一齿差)。外轮102与内轮121之间的偏心量e为1.2mm。齿的模数为1.4mm。内轮外齿400与外轮内齿300的齿顶高为1.5mm。图7d以1:2400的比例绘出了在外轮102的径向截面上，啮合段336的具体曲线。

图8a为图2所示的外轮102与内轮121的第三具体产品示例的放大图，以示出了外轮102与内轮121的配合状态；图8b为图8a所示的外轮102的示意图；图8c为图8a所示的内轮121的示意图；图8d为图8a所示的第三具体产品示例中，在外轮102的径向截面上，啮合段336的放大图。在图8a-8d中，图8a-图8c以1：30的比例绘出的放大图示出了图2所示的外轮102与内轮121的第三具体示例。在该第三具体示例中，外轮102的齿数为100，内轮121的齿数为98，即外轮102与内轮121的齿数差值为2(即两齿差)。外轮102与内轮121之间的偏心量e为2.0mm。齿的模数为2.0mm。内轮外齿400与外轮内齿300的齿顶高为2.0mm。图8d以1:3000的比例绘出了在外轮102的径向截面上，啮合段336的具体曲线。

图9a为图2所示的外轮102与内轮121的第四具体产品示例的放大图，以示出了外轮102与内轮121的配合状态；图9b为图9a所示的外轮102的示意图；图9c为图9a所示的内轮121的示意图；图9d为图9a所示的第四具体产品示例中，在外轮102的径向截面上，啮合段336的放大图。图9a-图9c以1：50的比例绘出的放大图示出了图2所示的外轮102与内轮121的第四具体示例。在该第四具体示例中，外轮102的齿数为72，内轮121的齿数为69，即外轮102与内轮121的齿数差值为3(即三齿差)。外轮102与内轮121之间的偏心量e为2.3mm。齿的模数为1.0mm。内轮外齿400与外轮内齿300的齿顶高为0.6mm。图9d以1:4000的比例绘出了在外轮102的径向截面上，啮合段336的具体曲线。

尽管本文中仅对本申请的一些特征进行了图示和描述，但是对本领域技术人员来说可以进行多种改进和变化。因此应该理解，所附的权利要求旨在覆盖所有落入本申请实质精神范围内的上述改进和变化。