Tenzometrické ozubení

Průřez harmonického ozubeného kola.

1. vstupní hřídel
2. generátor vln
3. flexní drážkování
4. kruhové drážkování
5. výstupní hřídel
6. pouzdro

Teorie deformačně vlnového soukolí vychází z pružné dynamiky a využívá pružnosti kovu. Mechanismus má tři základní součásti: generátor vln (2 / zelená), pružné drážkování (3 / červená) a kruhové drážkování (4 / modrá). Složitější verze mají čtvrtou součástku, která se obvykle používá ke zkrácení celkové délky nebo ke zvýšení redukce převodu v rámci menšího průměru, ale stále se řídí stejnými základními principy.

Generátor vln se skládá ze dvou samostatných částí: eliptického disku zvaného zátka generátoru vln a vnějšího kuličkového ložiska. Eliptická zátka se vkládá do ložiska, čímž je ložisko nuceno přizpůsobit se eliptickému tvaru, ale stále umožňuje otáčení zátky ve vnějším ložisku.

Pohybové drážkování má tvar mělkého pohárku. Strany drážkování jsou velmi tenké, ale dno je poměrně tuhé. To má za následek, že stěny na otevřeném konci jsou díky tenké stěně značně pružné a uzavřená strana je poměrně tuhá a lze ji pevně zajistit (například k hřídeli). Zuby jsou umístěny radiálně kolem vnější strany pružného drážkování. Flexdrážka těsně přiléhá ke generátoru vln, takže při otáčení zástrčky generátoru vln se flexdrážka deformuje do tvaru rotační elipsy a nesklouzne po vnějším eliptickém kroužku kuličkového ložiska. Kuličkové ložisko umožňuje flexdrážce otáčet se nezávisle na hřídeli generátoru vln.

Kruhová drážka je pevný kruhový kroužek se zuby na vnitřní straně. Flex drážka a generátor vln jsou umístěny uvnitř kruhové drážky, přičemž zuby flex drážky a kruhové drážky se zasekávají. Protože je flexodrážka deformována do eliptického tvaru, její zuby se skutečně prolínají se zuby kruhové drážky pouze ve dvou oblastech na opačných stranách flexodrážky (umístěných na hlavní ose elipsy).

Předpokládejme, že generátor vln je vstupní rotace. Jak se zástrčka generátoru vln otáčí, zuby flexodrážky, které jsou zasíťované se zuby kruhové drážky, pomalu mění polohu. Hlavní osa elipsy flexodrážky se otáčí s generátorem vln, takže body, v nichž se zuby zasíťují, se otáčejí kolem středového bodu stejnou rychlostí jako hřídel generátoru vln. Klíčem ke konstrukci deformačního vlnového převodu je to, že na flexdrážce je méně zubů (často například o dva méně) než na kruhové drážce. To znamená, že při každé plné otáčce generátoru vln by se flexodrážka musela vůči kruhové drážce mírně pootočit (v tomto příkladu o dva zuby) dozadu. Otáčení generátoru vln tedy vede k mnohem pomalejšímu otáčení flexodrážky v opačném směru.

U převodového mechanismu s deformační vlnou lze redukční poměr vypočítat z počtu zubů na každém ozubeném kole:

redukční poměr = zuby flex drážky – zuby kruhové drážky zuby flex drážky {\displaystyle {\text{redukční poměr}}={\frac {{text{zuby flex drážky}}-{\text{zuby kruhové drážky}}}{\text{zuby flex drážky}}}}

Příklad pokud je na kruhovém drážkování 202 zubů a na pružném drážkování 200 zubů, redukční poměr je (200 – 202)/200 = -0.01

Tak se flexodrážka otáčí rychlostí 1/100 rychlosti zástrčky generátoru vln a v opačném směru. Různé redukční poměry se nastavují změnou počtu zubů. Toho lze dosáhnout buď změnou průměru mechanismu, nebo změnou velikosti jednotlivých zubů, a tím zachovat jeho velikost a hmotnost. Rozsah možných převodových poměrů je omezen limity velikosti zubů pro danou konfiguraci

.