स्ट्रेन वेव गियरिंग

[[File:HarmonicDriveAni.gif|thumb|• बाहरी वृत्त: वृत्ताकार पट्टी (स्थिर)

• मध्य वृत्त: लचीली पट्टी (निष्पाद अरालदंड से जुड़ा हुआ, दिखाया नहीं गया)

• आंतरिक अंडाकार: तरंग जनित्र (निविष्ट अरालदंड से जुड़ा हुआ; आंतरिक गुलिका बेयरिंग और अरालदंड, नहीं दिखाया गया)]] तनाव तरंग गियरिंग (सुसंगत गियरिंग के रूप में भी जाना जाता है) एक प्रकार की यांत्रिक गियर प्रणाली है जो बाहरी दांतों के साथ एक लचीली पट्टी का उपयोग करता है, जो एक बाहरी पट्टी के गियर दांतों के साथ संलग्न करने के लिए घूर्णन दीर्घवृत्ताकार अवरोधक द्वारा विकृत होता है।

जर्मन कंपनी हार्मोनिक प्रणोद SE ने उत्पाद नाम या पंजीकृत ट्रेडमार्क सुसंगत अंतर्नोद के तहत पहली श्रृंखला-निर्मित गियर का निर्माण किया।

तनाव तरंग गियरिंग के पारंपरिक गियरिंग प्रणाली जैसे कुंडलित गियर या अस्थिर गियर पर कुछ लाभ हैं, जिनमें निम्न सम्मिलित हैं:

एक छोटी मात्रा में उच्च गियर कटौती अनुपात संभव है (30: 1 से 320: 1 का अनुपात उसी स्थान पर संभव है जिसमें अधिचक्रिक गियर सामान्यतः केवल 10: 1 अनुपात का उत्पादन करती है)।
 * कोई पिच्छद नहीं (अभियान्त्रिकी),
 * सघनता और हल्का वजन,
 * उच्च गियर अनुपात,
 * एक मानक आवास के भीतर पुन: संयोजन योग्य अनुपात,
 * जब जड़त्वीय भार को पुनर्स्थापित करते हैं तब अच्छा विश्लेषण और उत्कृष्ट दोहराव (रैखिक प्रतिनिधित्व),
 * उच्च आघूर्ण बल क्षमता,
 * समाक्षीय निविष्ट और निष्पाद अरालदंड।

नुकसान में कम आघूर्ण बल वाले क्षेत्र में 'समाप्त करने' (एक मरोड़ वाली लचक दर) की प्रवृत्ति सम्मिलित है।

यंत्रमानवशास्त्र और अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी में सामान्यतयः तनाव तरंग गियरिंग का उपयोग किया जाता है। यह गियर में कमी प्रदान कर सकता है लेकिन इसका उपयोग घूर्णी गति को बढ़ाने या अंतरात्मक गियरिंग (यांत्रिक उपकरण) के लिए भी किया जा सकता है, ।

इतिहास
जब सी.डब्ल्यू मूसर यूनाइटेड शू मशीनरी कॉर्पोरेशन (USM) में सलाहकार थे तब तनाव तरंग गियरिंग (SWG) की मूल अवधारणा 1957 के एकस्व अधिकार में उनके द्वारा प्रस्तुत की गई थी। इसे पहली बार 1960 में USM Co. द्वारा और बाद में USM की अनुज्ञप्ति के अनुसार हसेगावा गियर वर्क्स द्वारा सफलतापूर्वक उपयोग किया गया था। बाद में, हसेगावा गियर वर्क जापान में स्थित हार्मोनिक प्रणोद प्रणाली बन गया और USM कंपनी हार्मोनिक प्रणोद डिवीजन हार्मोनिक प्रणोद टेक्नोलॉजीज बन गया।

यांत्रिकी
तनाव तरंग गियरिंग धातु की लोच का उपयोग करता है। तंत्र में तीन मूल घटक होते हैं: एक तरंग जनित्र (2 / हरा), एक लचीली पट्टी (3 / लाल), और एक गोलाकार पट्टी (4 / नीला)। अधिक जटिल संस्करणों में एक चौथा घटक होता है जो सामान्यतयः समग्र लंबाई को छोटा करने या छोटे व्यास के भीतर यंत्रावली की कमी को बढ़ाने के लिए उपयोग किया जाता है, लेकिन फिर भी समान मूल सिद्धांतों का पालन करता है।

तरंग जनित्र दो अलग-अलग हिस्सों से बना होता है: एक अण्डाकार चक्रिका जिसे तरंग जनित्र अवरोधक और एक बाहरी गुलिका बेयरिंग कहा जाता है। अण्डाकार अवरोधक को बेयरिंग में डाला जाता है, बेयरिंग को अण्डाकार के संरूपण बनाने के लिए और फिर भी बाहरी बियरिंग के भीतर अवरोधक को घूमने की अनुमति देने के लिए विवश किया जाता है।

लचीली पट्टी उथले कप के आकार की होती है। पट्टी के किनारे बहुत पतले होते हैं, लेकिन नीचे अपेक्षाकृत कठोर होता है। इसका परिणाम पतली दीवार के कारण खुले सिरे पर दीवारों के महत्वपूर्ण लचीलेपन में होता है, और बंद पक्ष में कठोर रूप से सुरक्षित होने के लिए पर्याप्त कठोर होता है (उदाहरण के लिए अरालदंड के लिए)। दांत त्रिज्यीय रूप से लचीली पट्टी के बाहर स्थित होते हैं। लचीली पट्टी तरंग जनित्र पर पूर्णतः सही बैठता है, ताकि जब तरंग जनित्र अवरोधक को घुमाया जाए, तो लचीली पट्टी एक घूमने वाले दीर्घवृत्त के आकार में विकृत हो जाए और गुलिका बेयरिंग के बाहरी अण्डाकार चक्र पर न फिसले। गुलिका बेयरिंग लचीली पट्टी को स्वतंत्र रूप से तरंग जनित्र के अरालदंड में घूमने देता है।

वृत्ताकार पट्टी एक कठोर वृत्ताकार वलय है जिसके अंदर दाँत होते हैं। लचीली पट्टी और तरंग जनित्र को वृत्तीय पट्टी के अंदर रखा जाता है, लचीली पट्टी और वृत्तीय पट्टी के दांतों को जालीनुमा करता है। क्योंकि लचीली पट्टी एक अण्डाकार आकार में विकृत होती है, इसके दांत वास्तव में लचीली पट्टी के विपरीत दिशा में दो क्षेत्रों में वृत्तीय पट्टी के दांतों के साथ जुड़ते हैं (दीर्घवृत्त के प्रमुख अक्ष पर स्थित)।

मान लें कि तरंग जनित्र निविष्ट घूर्णन है। जैसे ही तरंग जनित्र अवरोधक घूमता है, लचीली पट्टी दांत जो वृत्तीय पट्टी के साथ जालीनुमा होते हैं, धीरे-धीरे स्थिति बदलते हैं। लचीली पट्टी के दीर्घवृत्त का प्रमुख अक्ष तरंग जनित्र के साथ घूमता है, इसलिए वे बिंदु जहां दांत जाल केंद्र बिंदु के चारों ओर तरंग जनित्र के अरालदंड के समान दर पर घूमते हैं। तनाव तरंग गियर के अभिकल्पना की कुंजी यह है कि वृत्तीय पट्टी की तुलना में लचीली पट्टी पर कम दांत होते हैं (प्रायः उदाहरण के लिए दो कम)। इसका मतलब यह है कि तरंग जनित्र के प्रत्येक पूर्ण घुमाव के लिए, लचीली पट्टी को वृत्ताकार पट्टी के सापेक्ष थोड़ी सी मात्रा (इस उदाहरण में दो दांत) को घुमाने की आवश्यकता होगी। इस प्रकार तरंग जनित्र की घूर्णन क्रिया के परिणामस्वरूप विपरीत दिशा में लचीली पट्टी का बहुत धीमा घुमाव होता है।

तनाव तरंग गियरिंग प्रक्रिया के लिए, गियरिंग लघुकरण अनुपात की गणना प्रत्येक गियर पर दांतों की संख्या से की जा सकती है, इसी तरह एक चक्रजीय प्रणोद के लिए:


 * $$R = \frac {\text{flex spline teeth} - \text{circular spline teeth}} {\text{flex spline teeth}}, \quad -1 < R < 0$$

ध्यान दें कि कटौती अनुपात के व्युत्क्रम को कभी-कभी उसी वाक्यांश और प्रतीक के साथ भी संदर्भित किया जाता है।

उदाहरण के लिए, अगर वृत्तीय पट्टी पर 202 दांत हैं और लचीली पट्टी पर 200 दांत हैं, तो लघूकरण अनुपात (200 − 202)/200 = −0.01 है

इस प्रकार लचीली पट्टी 1/100 तरंग जनित्र अवरोधक की गति और विपरीत दिशा में घूमती है। दांतों की संख्या को बदलकर अलग-अलग कमी अनुपात निर्धारित किए जाते हैं। यह या तो तंत्र के व्यास को बदलकर या अलग-अलग दांतों के आकार को बदलकर और इसके आकार और वजन को संरक्षित करके प्राप्त किया जा सकता है। किसी दिए गए संस्थिति के लिए संभावित गियर अनुपात की सीमा दांत के आकार की सीमा तक सीमित है।

यह कटौती अनुपात उस संस्थिति पर लागू होता है जहां वृत्तीय पट्टी तय होती है, तरंग जनित्र निविष्टि और लचीली पट्टी निष्पाद होता है। यदि वृत्ताकार पट्टी भी घूमता है, तो निम्नलिखित संबंध तीन भागों के घूर्णी वेगों के बीच होता है:
 * $$\omega_{FS} = R \omega_{WG} + (1 - R) \omega_{CS}$$

इस पर ध्यान दें कि $$R$$ नकारात्मक और छोटा है।

उपयोग के उदाहरण
लूनर रोविंग व्हीकल के विद्युत चालित पहियों में तनाव तरंग गियर्स सम्मिलित थे। इसके अतिरिक्त, स्काईलैब पर सौर पैनलों को तैनात करने के लिए उपयोग किए जाने वाले विंच को तनाव तरंग गियर्स का उपयोग करके संचालित किया गया था।

यह भी देखें

 * निडेक-शिंपो अमेरिका कॉर्पोरेशन
 * चक्रजीय प्रणोद
 * क्रमाकुंचक पम्प

बाहरी संबंध

 * Explanation of the principles behind strain wave gearing (Youtube)
 * Harmonic drive function demonstration (Youtube)