- ingångsaxel
- våggenerator
- flexspline
- cirkulär spline
- utgående axel
- hölje
spänningsvågens utväxlingsteori är baserad på elastisk dynamik och utnyttjar flexibiliteten hos metall. Mekanismen har tre grundläggande komponenter: en våggenerator (2 / Grön), En flex spline (3 / röd) och en cirkulär spline (4 / blå). Mer komplexa versioner har en fjärde komponent som normalt används för att förkorta den totala längden eller för att öka växelreduktionen inom en mindre diameter, men följer fortfarande samma grundläggande principer.
våggeneratorn består av två separata delar: en elliptisk skiva som kallas en våggeneratorplugg och ett yttre kullager. Den elliptiska pluggen sätts in i lagret, vilket tvingar lagret att överensstämma med den elliptiska formen men tillåter fortfarande rotation av pluggen i det yttre lagret.
flex spline är formad som en grund kopp. Sidorna på splinen är mycket tunna, men botten är relativt styv. Detta resulterar i betydande flexibilitet av väggarna vid den öppna änden på grund av den tunna väggen, och i den slutna sidan är ganska stel och kan vara tätt säkrad (till en axel, till exempel). Tänderna är placerade radiellt runt utsidan av flex spline. Flex spline passar tätt över våggeneratorn, så att när våggeneratorpluggen roteras deformeras flex spline till formen av en roterande ellips och glider inte över kullagerets yttre elliptiska ring. Kullageret låter flex spline rotera oberoende till våggeneratorns axel.
den cirkulära splinen är en styv cirkulär ring med tänder på insidan. Flex spline och wave generator placeras inuti den cirkulära spline, meshing tänderna på flex spline och den cirkulära spline. Eftersom flex spline deformeras till en elliptisk form, är tänderna bara faktiskt nät med tänderna på den cirkulära spline i två regioner på motsatta sidor av flex spline (belägen på ellipsens huvudaxel).
Antag att våggeneratorn är ingångsrotationen. När våggeneratorpluggen roterar, ändrar flex spline-tänderna som är meshed med de i den cirkulära spline långsamt läge. Huvudaxeln för flex splines ellips roterar med våggenerator, så punkterna där tändernätet roterar runt mittpunkten i samma takt som våggeneratorns axel. Nyckeln till utformningen av töjningsvågsväxeln är att det finns färre tänder (ofta till exempel två färre) på flex spline än det finns på den cirkulära spline. Detta innebär att för varje full rotation av våggeneratorn skulle flex spline krävas för att rotera en liten mängd (två tänder i detta exempel) bakåt i förhållande till den cirkulära spline. Således resulterar våggeneratorns rotationsverkan i en mycket långsammare rotation av flex spline i motsatt riktning.
För en spänningsvågsväxlingsmekanism kan utväxlingsreduktionsförhållandet beräknas utifrån antalet tänder på varje växel:
Reduktionsförhållande = flex spline tänder − cirkulära spline tänder flex spline tänder {\displaystyle {\text{Reduktionsförhållande}}={\frac {{\text{flex spline tänder}}-{\text{cirkulära spline tänder}}}{\text{flex spline tänder}}}
till exempel, om det finns 202 tänder på den cirkulära spline och 200 på Flex spline, är reduktionsförhållandet (200 − 202)/200 = -0.01
således snurrar flex spline vid 1/100 hastigheten på våggeneratorpluggen och i motsatt riktning. Olika reduktionsförhållanden ställs in genom att ändra antalet tänder. Detta kan antingen uppnås genom att ändra mekanismens diameter eller genom att ändra storleken på de enskilda tänderna och därigenom bevara dess storlek och vikt. Utbudet av möjliga utväxlingsförhållanden begränsas av tandstorleksgränser för en given konfiguration.