Transmisia metal-pe-metal inspirată de roțile de cale ferată oferă simplitate, dar suferă din cauza coeficientului scăzut de frecare (\(\mu \approx 0.15\)). Pentru unghiuri de 45°, se recomandă trecerea de la fricțiune pură la angrenaje bazate pe formă (dinți sau bile) pentru a garanta fiabilitatea sub sarcină.
Mecanismul "Ball and Yoke" permite transmiterea mișcării la unghiuri variabile (45-50°) fiind homocinetic. Aceasta elimină fluctuațiile de viteză unghiulară specifice crucilor cardanice simple, oferind o rotație fluidă.
Pentru un raport de 100:1, se utilizează conceptul de "Lantern Gear". Axul mic acționează ca un melc sau pinion, iar roata mare (discul) servește drept coroană cu pini sau alveole. La acest raport, viteza periferică a axului mic impune cerințe severe asupra lubrifierii.
Inversarea configurației prin plasarea bilelor pe disc (fixate magnetic) și a alveolelor pe axul rapid reduce forțele centrifuge. Condiția de tangență pentru a evita blocarea la intrare/ieșire necesită calculul distanței \(h\) de la centrul bilei la apexul alveolei:
Unde \(R_{sferă}\) este raza bilei metalice și \(\alpha\) este jumătatea unghiului de vârf al burghiului.
Fonta cenușie sau ductilă conține grafit liber în matricea metalică. În timpul funcționării, presiunea bilelor eliberează micro-particule de grafit care acționează ca un lubrifiant solid. Acest lucru previne griparea metal-pe-metal (sudura la rece) chiar și în condiții de gresare deficitară.
Datorită lamelelor de grafit, fonta are o capacitate de amortizare internă mult superioară oțelului. Într-o transmisie la 45° cu raport 100:1, unde turația de intrare este mare, fonta absoarbe micro-șocurile și reduce rezonanța acustică a mecanismului.
Fonta este un material feromagnetic, permițând fixarea magneților de neodim. Totuși, permeabilitatea sa magnetică inferioară oțelului carbon poate duce la o dispersie a fluxului. Se recomandă utilizarea unor alveole cu fund plat pentru a maximiza forța de atracție exercitată asupra bilelor de oțel cromat.
Implementarea ferofluidelor (uleiuri magnetice) în alveolele de fontă creează un sistem de autovindecare a peliculei de lubrifiant. Fluxul magnetic "trage" uleiul înapoi în punctul de contact, compensând forțele care tind să îl îndepărteze la unghiul de 45°.